第三方数据延迟取不了 深入理解RocketMQ延迟消息
专业出黑
延迟消息是实际开发中一个非常有用的功能，本文第一部分从整体上介绍秒级精度延迟消息的实现思路，在第二部分结合的延迟消息实现，进行细致的讲解，点出关键部分的源码。第三步介绍延迟消息与消息重试的关系。
1 延迟消息介绍
基本概念：延迟消息是指生产者发送消息发送消息后，不能立刻被消费者消费，需要等待指定的时间后才可以被消费。
场景案例：用户下了一个订单之后，需要在指定时间内(例如30分钟)进行支付，在到期之前可以发送一个消息提醒用户进行支付。
一些消息中间件的端内置了延迟消息支持的能力，如：
端内置延迟消息处理能力，核心实现思路都是一样：将延迟消息通过一个临时存储进行暂存，到期后才投递到目标Topic中。如下图所示：
步骤说明如下：
要将一个延迟消息发送到某个Topic中
判断这是一个延迟消息后，将其通过临时存储进行暂存。
内部通过一个延迟服务(delay )检查消息是否到期，将到期的消息投递到目标Topic中。这个的延迟服务名字为delay ，不同消息中间件的延迟服务模块名称可能不同。
消费者消费目标topic中的延迟投递的消息
显然，临时存储模块和延迟服务模块，是延迟消息实现的关键。上图中，临时存储和延迟服务都是在内部实现，对业务透明。
此外， 还有一些消息中间件原生并不支持延迟消息，如Kafka。在这种情况下，可以选择对Kafka进行改造，但是成本较大。另外一种方式是使用第三方临时存储，并加一层代理。
第三方存储选型要求：
对于第三方临时存储，其需要满足以下几个特点：
例如，滴滴开源的消息中间件DDMQ，底层消息中间件的基础上加了一层代理，独立部署延迟服务模块，使用进行临时存储。是一个高性能的KV存储，并支持排序。
此时对于延迟消息的流转如下图所示：
说明如下：
生产者将发送给 proxy，proxy判断是延迟消息，将其投递到一个缓冲Topic中；
delay 启动消费者，用于从缓冲topic中消费延迟消息，以时间为key，存储到中；
delay 判断消息到期后，将其投递到目标Topic中。
消费者消费目标topic中的数据
这种方式的好处是，因为delay 的延迟投递能力是独立于实现的，不需要对做任何改造，对于任意MQ类型都可以提供支持延迟消息的能力。例如DDMQ对、Kafka都提供了秒级精度的延迟消息投递能力，但是Kafka本身并不支持延迟消息，而虽然支持延迟消息，但不支持秒级精度。
事实上，DDMQ还提供了很多其他功能，仅仅从延迟消息的角度，完全没有必要使用这个proxy，直接将消息投递到缓冲Topic中，之后通过delay 完成延迟投递逻辑即可。
具体到delay 模块的实现上，也有一些重要的细节：
为了保证服务的高可用，delay 也是需要部署多个节点。
为了保证数据不丢失，每个delay 节点都需要消费缓冲Topic中的全量数据，保存到各自的持久化存储中，这样就有了多个备份，并需要以时间为key。不过因为是各自拉取，并不能保证强一致。如果一定要强一致，那么delay 就不需要内置存储实现，可以借助于其他支持强一致的存储。
为了避免重复投递，delay 需要进行选主，可以借助于、etcd等实现。只有可以通过生产者投递到目标Topic中，其他节点处于备用状态。否则，如果每个节点进行都投递，那么延迟消息就会被投递多次，造成消费重复。
要**自己当前投递到的时间到一个共享存储中，如果挂了，从slave节点中选出一个新的节点，从之前**时间继续开始投递。
延迟消息的取消：一些延迟消息在未到期之前，可能希望进行取消。通常取消逻辑实现较为复杂，且不够精确。对于那些已经快要到期的消息，可能还未取消之前，已经发送出去了，因此需要在消费者端做检查，才能万无一失。
2 中的延迟消息
开源支持延迟消息，但是不支持秒级精度。默认支持18个level的延迟消息，这是通过端的配置项确定的，如下：
messageDelayLevel=1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h在启动时，内部会创建一个内部主题：，根据延迟level的个数，创建对应数量的队列，也就是说18个level对应了18个队列。注意，这并不是说这个内部主题只会有18个队列，因为通常是集群模式部署的，因此每个节点都有18个队列。
延迟级别的值可以进行修改，以满足自己的业务需求，可以修改/添加新的level。例如：你想支持2天的延迟，修改最后一个level的值为2d，这个时候依然是18个level；也可以增加一个2d，这个时候总共就有19个level。
可以看到这里并不支持秒级精度，按照《 guide》中的说法，是为了避免在对消息进行排序，造成性能影响。不过笔者考虑，之所以不支持，更多应该是商业上的考虑。
生产者发送延迟消息：
生产者在发送延迟消息非常简单，只需要设置一个延迟级别即可，注意不是具体的延迟时间，如：
Message msg=new Message();msg.setTopic("TopicA");msg.setTags("Tag");msg.setBody("this is a delay message".getBytes());//设置延迟level为5，对应延迟1分钟msg.setDelayTimeLevel(5);producer.send(msg);
如果设置的延迟level超过最大值，那么将会重置最最大值。
端存储延迟消息：
延迟消息在 端的流转如下图所示：
可以看到，总共有6个步骤，下面会对这6个步骤进行详细的讲解：
修改消息Topic名称和队列信息
转发消息到延迟主题的中
延迟服务消费消息
将信息重新存储到中
将消息投递到目标Topic中
消费者消费目标topic中的数据
第一步：修改消息Topic名称和队列信息
端在存储生产者写入的消息时，首先都会将其写入到中。之后根据消息中的Topic信息和队列信息，将其转发到目标Topic的指定队列()中。
由于消息一旦存储到中，消费者就能消费到，而延迟消息不能被立即消费，所以这里将Topic的名称修改为，并根据延迟级别确定要投递到哪个队列下。
同时，还会将消息原来要发送到的目标Topic和队列信息存储到消息的属性中。相关源码如下所示：
org...store.#
第二步：转发消息到延迟主题的中
中的消息转发到中是异步进行的。在转发过程中，会对延迟消息进行特殊处理，主要是计算这条延迟消息需要在什么时候进行投递。
投递时间=消息存储时间(storeTimestamp) + 延迟级别对应的时间需要注意的是，会将计算出的投递时间当做消息Tag的哈希值存储到中，单个存储单元组成结构如下图所示：
其中：
相关源码参见：
#nSize
第三步：延迟服务消费消息
内部有一个ce类，其充当延迟服务，消费中的消息，并投递到目标Topic中。
ce在启动时，其会创建一个定时器Timer，并根据延迟级别的个数，启动对应数量的，每个负责一个延迟级别的消费与投递。
相关源码如下所示：
ce#start
需要注意的是，每个在检查消息是否到期时，首先检查对应队列中尚未投递第一条消息，如果这条消息没到期，那么之后的消息都不会检查。如果到期了，则进行投递，并检查之后的消息是否到期。
第四步：将信息重新存储到中
在将消息到期后，需要投递到目标Topic。由于在第一步已经**了原来的Topic和队列信息，因此这里重新设置，再存储到即可。此外，由于之前 Tag 字段存储的是消息的投递时间，这里需要重新计算tag的哈希值后再存储。
源码参见：的方法。
第五步：将消息投递到目标Topic中
这一步与第二步类似，不过由于消息的Topic名称已经改为了目标Topic。因此消息会直接投递到目标Topic的中，之后消费者即消费到这条消息。
3 延迟消息与消费重试的关系
提供了消息重试的能力，在并发模式消费消费失败的情况下，可以返回一个枚举值，那么消息之后将会进行重试。如：
consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List msgs,ConsumeConcurrentlyContext context) {//处理消息，失败，返回RECONSUME_LATER，进行重试return ConsumeConcurrentlyStatus.RECONSUME_LATER;}});
重试默认会进行重试16次。使用过消息重试功能的用户，可能看到过以下这张图：
第几次重试
与上次重试的间隔时间
第几次重试
与上次重试的间隔时间
10 秒
7 分钟
30 秒
10
8 分钟
1 分钟
11
9 分钟
2 分钟
12
10 分钟
3 分钟
13
20 分钟
4 分钟
14
30 分钟
5 分钟
15
1 小时
6 分钟
16
2 小时
细心地的读者发现了，消息重试的16个级别，实际上是把延迟消息18个级别的前两个level去掉了。事实上，的消息重试也是基于延迟消息来完成的。在消息消费失败的情况下，将其重新当做延迟消息投递回。
在投递回去时，会跳过前两个level，因此只重试16次。当然，消息重试还有一些其他的设计逻辑，在之后的文章将会进行分析。
