滴滴面试:Rocketmq消息0丢失（怎样是让人跪服的回答）
这是最近一位小伙伴分享的面试题，面试时自我感觉答得还不错。但我听了他的语音录播后，分析得出从一定程度上还有很多欠缺的点没有答出来，不成体系今天给大家好好解析下这道题。
消息的发送流程
Rocketmq和KafKa类似（实质上，最早的Rocketmq 就是KafKa 的Java版本），一条消息从生产到被消费，将会经历三个阶段：
- 生产阶段，Producer 新建消息，而后经过网络将消息投递给 MQ Broker。这个发送可能会发生丢失，比如网络延迟不可达等。
- 存储阶段，消息将会存储在 Broker 端磁盘中，Broker 根据刷盘策略持久化到硬盘中，刚收到Producer的消息在内存中了，但是如果Broker 异常宕机了，导致消息丢失。
- 消费阶段， Consumer 将会从 Broker 拉取消息
以上任一阶段, 都可能会丢失消息，只要这三个阶段0丢失，就能够完全解决消息丢失的问题。
生产阶段如何实现0丢失方式
生产阶段有三种send方法:
- 同步发送
- 异步发送
- 单向发送
/**
* {@link org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducer}
*/
// 同步发送
public SendResult send(Message msg) throws MQClientException, RemotingException, MQBrokerException, InterruptedException {}
// 异步发送，sendCallback作为回调
public void send(Message msg,SendCallback sendCallback) throws MQClientException, RemotingException, InterruptedException {}
// 单向发送，不关心发送结果，最不靠谱
public void sendOneway(Message msg) throws MQClientException, RemotingException, InterruptedException {}
produce要想发消息时保证消息不丢失，可以采用同步发送的方式去发消息，send消息方法只要不抛出异常，就代表发送成功。发送成功会有多个SendResult 状态，以下对每个状态进行说明：
- SEND_OK：消息发送成功，Broker刷盘、主从同步成功
- FLUSH_DISK_TIMEOUT：消息发送成功，但是服务器同步刷盘（默认为异步刷盘）超时（默认超时时间5秒）
- FlUSH_SLAVE_TIMEOUT：消息发送成功，但是服务器同步复制（默认为异步复制）到Slave时超时（默认超时时间5秒）
- SLAVE_NOT_AVAILABLE：Broker从节点不存在
注意：同步发送只要返回以上四种状态，就代表该消息在生产阶段消息正确的投递到了RocketMq，生产阶段没有丢失。
如果业务要求严格，可以使用同步发送，并且只取SEND_OK标识消息发送成功，其他返回值类型的数据，需要在业务维度的 终极0丢失保护措施：本地消息表+定时扫描重试。
是同步发送还是异步发送
AP 和 CP 是天然的矛盾， 到底是 CP 还是 AP的 需要权衡
- 同步发送的方式 是 CP ，高可靠，但是性能低。
- 异步发送的方式 是 AP ，低可靠，但是性能高。
为了高可靠（CP），可以采取同步发送的方式进行发送消息，发消息的时候会同步阻塞等待broker返回的结果，如果没成功，则不会收到SendResult，这种是最可靠的。其次是异步发送，再回调方法里可以得知是否发送成功。最后，单向发送（OneWay）是最不靠谱的一种发送方式，我们无法保证消息真正可达。当然，具体的如何选择高可用方案，还是要看业务。为了确保万无一失，可以选择异步发送 + 业务维度的 终极0丢失保护措施 ， 实现消息的0丢失。
生产端的失败重试策略
发送消息如果失败或者超时了，则会自动重试。
同步发送默认是重试三次，可以根据api进行更改，比如改为10次：
producer.setRetryTimesWhenSendFailed(10);
其他模式是重试1次，具体请参见源码
/**
* {@link org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducer#sendDefaultImpl(Message, CommunicationMode, SendCallback, long)}
*/
// 自动重试次数，this.defaultMQProducer.getRetryTimesWhenSendFailed()默认为2，如果是同步发送，默认重试3次，否则重试1次
int timesTotal = communicationMode == CommunicationMode.SYNC ? 1 + this.defaultMQProducer.getRetryTimesWhenSendFailed() : 1;
int times = 0;
for (; times < timesTotal; times++) {
// 选择发送的消息queue
MessageQueue mqSelected = this.selectOneMessageQueue(topicPublishInfo, lastBrokerName);
if (mqSelected != null) {
try {
// 真正的发送逻辑，sendKernelImpl。
sendResult = this.sendKernelImpl(msg, mq, communicationMode, sendCallback, topicPublishInfo, timeout - costTime);
switch (communicationMode) {
case ASYNC:
return null;
case ONEWAY:
return null;
case SYNC:
// 如果发送失败了，则continue，意味着还会再次进入for，继续重试发送
if (sendResult.getSendStatus() != SendStatus.SEND_OK) {
if (this.defaultMQProducer.isRetryAnotherBrokerWhenNotStoreOK()) {
continue;
}
}
// 发送成功的话，将发送结果返回给调用者
return sendResult;
default:
break;
}
} catch (RemotingException e) {
continue;
} catch (...) {
continue;
}
}
}
上面的核心逻辑中，调用sendKernelImpl真正的去发送消息通过核心的发送逻辑，可以看出如下：
- 同步发送场景的重试次数是1 + this.defaultMQProducer.getRetryTimesWhenSendFailed() =3，其他方式默认1次。
- this.defaultMQProducer.getRetryTimesWhenSendFailed()默认是2，我们可以手动设置producer.setRetryTimesWhenSendFailed(10);
- 如果是同步发送sync，且发送失败了，则continue，意味着还会再次进入for，继续重试发送
同步模式下，可以设置严格的消息重试机制，比如设置 RetryTimes为一个较大的值如10。当出现网络的瞬时抖动时，消息发送可能会失败，retries 较大，能够自动重试消息发送，避免消息丢失。
Broker端保证消息不丢失的方法：
要 Broker 在正常运行，就不会出现丢失消息的问题。但是如果 Broker 出现了故障，比如进程死掉了或者服务器宕机了，还是可能会丢失消息的。如果确保万无一失，实现Broker端保证消息不丢失，有两板斧：
- Broker端第一板斧：设置严格的副本同步机制
- Broker端第二板斧：设置严格的消息刷盘机制
第一板斧：设置严格的副本同步机制
RocketMQ 通过多副本机制来解决的高可用，核心思想也挺简单的：如果数据保存在一台机器上你觉得可靠性不够，那么我就把相同的数据保存到多台机器上，某台机器宕机了可以由其它机器提供相同的服务和数据。
首先，Broker需要集群部署，通过主从模式包括 topic 数据的高可用。
为了消息0丢失，可以配置设置严格的副本同步机制，等Master 把消息同步给 Slave后，才去通知Producer说消息ok。
设置严格的副本同步机制 ， RocketMQ 修改broker刷盘配置如下：所以我们还可以配置不仅是等Master刷完盘就通知Producer，而是等Master和Slave都刷完盘后才去通知Producer说消息ok了。
第二板斧：设置严格的消息刷盘机制
RocketMQ持久化消息分为两种：同步刷盘和异步刷盘。RocketMQ和kafka一样的，刷盘的方式有同步刷盘和异步刷盘两种。
- 同步刷盘指的是：生产者消息发过来时，只有持久化到磁盘，RocketMQ、kafka的存储端Broker才返回一个成功的ACK响应，这就是同步刷盘。它保证消息不丢失，但是影响了性能。
- 异步刷盘指的是：消息写入PageCache缓存，就返回一个成功的ACK响应，不管消息有没有落盘，就返回一个成功的ACK响应。这样提高了MQ的性能，但是如果这时候机器断电了，就会丢失消息。
同步刷盘和异步刷盘的区别如下:
- 同步刷盘:当数据写到内存中之后立刻刷盘(同步)，在保证刷盘成功的前提下响应client。
- 异步刷盘:数据写入内存后，直接响应client。异步将内存中的数据持久化到磁盘上。
同步刷盘和异步输盘的优劣:
- 同步刷盘保证了数据的可靠性,保证数据不会丢失。
- 同步刷盘效率较低,因为client获取响应需要等待刷盘时间，为了提升效率，通常采用批量输盘的方式，每次刷盘将会flush内存中的所有数据。(若底层的存储为mmap，则每次刷盘将刷新所有的dirty页)
- 异步刷盘不能保证数据的可靠性.
- 异步刷盘可以提高系统的吞吐量.
- 常见的异步刷盘方式有两种,分别是定时刷盘和触发式刷盘。定时刷盘可设置为如每1s刷新一次内存.触发刷盘为当内存中数据到达一定的值，会触发异步刷盘程序进行刷盘。
Broker端第二板斧：设置严格的消息刷盘机制，设置为Kafka同步刷盘。RocketMQ默认情况是异步刷盘，Broker收到消息后会先存到cache里，然后通知Producer说消息我收到且存储成功。Broker起个线程异步的去持久化到磁盘中，但是Broker还没持久化到磁盘就宕机的话，消息就丢失了。
Consumer保证消息不丢失的方法：
如果要保证 Consumer（消费者）0 丢失， Consumer 端的策略是啥呢？
普通的情况下，rocketMq拉取消息后，执行业务逻辑。
一旦Consumer执行成功，将会返回一个ACK响应给 Broker，这时MQ就会修改offset，将该消息标记为已消费，不再往其他消费者推送消息。如果出现消费超时(默认15分钟)、拉取消息后消费者服务宕机等消费失败的情况，此时的Broker由于没有等到消费者返回的ACK，会向同一个消费者组中的其他消费者间隔性的重发消息，直到消息返回成功（默认是重复发送16次，若16次还是没有消费成功，那么该消息会转移到死信队列,人工处理或是单独写服务处理这些死信消息）但是 消费者，也有两种消费模式：
- 同步消费，消费线程完成业务操作
- 异步消息 ，独立业务线程池 完成业务操作
一般大家在rocketMq 在并发消费模式下，这个模式，默认有20个消费线程：
如何保证客户端的高可用，两种场景：
- 同步消费场景，业务代码手动发送CONSUME_SUCCESS ，保证 消息者的0丢失
- 异步消费场景，需要通过业务维度的 终极0丢失保护措施：本地消息表+定时扫描 ，保证 消息者的0丢失
同步消费发送CONSUME_SUCCESS
同步消费指的是拉取消息的线程，先把消息拉取到本地，然后进行业务逻辑，业务逻辑完成后手动进行ack确认，这时候才会真正的代表消费完成。举个例子
consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {
@Override
public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeConcurrentlyContext consumeConcurrentlyContext) {
for (MessageExt msg : msgs) {
String str = new String(msg.getBody());
// 消费者 线程 同步进行 业务处理
System.out.println(str);
}
// ack，只有等上面一系列逻辑都处理完后，
// 发 CONSUME_SUCCESS才会通知broker说消息消费完成，
// 如果上面发生异常没有走到这步ack，则消息还是未消费状态。
return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
}
});
异步消费场景，如何保证0丢失：本地消息表+定时扫描
1、设计一个本地消息表，可以存储在DB里，或者其它存储引擎里，用户保存消息的消费状态
2、Producer 发送消息之前，首先保证消息的发生状态，并且初始化为待发送；
3、如果消费者（如库存服务）完成的消费，则通过RPC，调用Producer 去更新一下消息状态；
4、Producer 利用定时任务扫描 过期的消息（比如10分钟到期），再次进行发送。
在这里想说的是：本地消息表+定时扫描 的架构方案 ，是业务层通过额外的机制来保证消息数据发送的完整性，是一种很重的方案。这个方案的两个特点：
- CP 不是 AP，性能低
- 需要 做好幂等性设计
如何降低业务维度的 终极0丢失保护措施带来的性能耗损？
可以减少本地消息表的规模，对于正常投递的消息不做跟踪，只把生产端发送失败的消息、消费端消费失败的消息记录到数据库，并启动一个定时任务，扫描发送失败的消息，重新发送直到超过阈值（如10次），超过之后，发送邮件或短信通知人工介入处理。
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