五张图带你理解 RocketMQ 延时消息机制

大家好，张图制我是时消君哥。今天来聊一聊 RocketMQ 的息机延时消息是怎么实现的。

延时消息是张图制指发送到 RocketMQ 后不会马上被消费者拉取到，而是时消等待固定的时间，才能被消费者拉取到。息机

延时消息的张图制使用场景很多，比如电商场景下关闭超时未支付的时消订单，某些场景下需要在固定时间后发送提示消息。息机

1.生产者

首先看一个生产者发送延时消息的张图制官方示例代码：

public static void main(String[] args) throws Exception {

// Instantiate a producer to send scheduled messages

DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("ExampleProducerGroup");

// Launch producer

producer.start();

int totalMessagesToSend = 100;

for (int i = 0; i < totalMessagesToSend; i++) {

Message message = new Message("TestTopic", ("Hello scheduled message " + i).getBytes());

// This message will be delivered to consumer 10 seconds later.

message.setDelayTimeLevel(3);

// Send the message

producer.send(message);

}

// Shutdown producer after use.

producer.shutdown();

}

从上面的代码可以看到，跟普通消息不一样的时消是，消息设置 setDelayTimeLevel 属性值，息机这里设置为 3，张图制这里最终将 3 这个延时级别复制给了 DELAY 属性。时消

关于延时级别，息机可以看下面这个定义：

//MessageStoreConfig类

private String messageDelayLevel = "1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h";

这里延时级别有 18 个，上面的示例代码中延迟级别是 3，消息会延迟 10s 后消费者才能拉取。

2.Broker 处理

2.1 写入消息

Broker 收到消息后，服务器租用会将消息写入 CommitLog。在写入时，会判断消息 DELAY 属性是否大于 0。代码如下：

//CommitLog 类

if (msg.getDelayTimeLevel() > 0) {

if (msg.getDelayTimeLevel() > this.defaultMessageStore.getScheduleMessageService().getMaxDelayLevel()) {

msg.setDelayTimeLevel(this.defaultMessageStore.getScheduleMessageService().getMaxDelayLevel());

}

topic = TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC;

int queueId = ScheduleMessageService.delayLevel2QueueId(msg.getDelayTimeLevel());

// Backup real topic, queueId

MessageAccessor.putProperty(msg, MessageConst.PROPERTY_REAL_TOPIC, msg.getTopic());

MessageAccessor.putProperty(msg, MessageConst.PROPERTY_REAL_QUEUE_ID, String.valueOf(msg.getQueueId()));

msg.setPropertiesString(MessageDecoder.messageProperties2String(msg.getProperties()));

msg.setTopic(topic);

msg.setQueueId(queueId);

}

从上面的代码可以看到，CommitLog 写入时并没有直接写入，而是把 Topic 改为 SCHEDULE_TOPIC_XXXX，把 queueId 改为延时级别减 1。因为延时级别有 18 个，所以这里有 18 个队列。如下图：

2.2 调度消息

延时消息写入后，会有一个调度任务不停地拉取这些延时消息，这个逻辑在类 ScheduleMessageService。这个类的初始化代码如下：

public void start() {

if (started.compareAndSet(false, true)) {

this.load();

this.deliverExecutorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(this.maxDelayLevel, new ThreadFactoryImpl("ScheduleMessageTimerThread_"));

//省略部分逻辑

for (Map.Entryentry : this.delayLevelTable.entrySet()) {

Integer level = entry.getKey();

Long timeDelay = entry.getValue();

Long offset = this.offsetTable.get(level);

if (null == offset) {

offset = 0L;

}

if (timeDelay != null) {

//省略部分逻辑

this.deliverExecutorService.schedule(new DeliverDelayedMessageTimerTask(level, offset), FIRST_DELAY_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);

}

}

//省略持久化的逻辑

}

}

上面的 load() 方法会加载一个 delayLevelTable（ConcurrentHashMap类型），key 保存延时级别（从 1 开始），value 保存延时时间(单位是 ms)。

load() 方法结束后，创建了一个有 18 个核心线程的定时线程池，然后遍历 delayLevelTable，创建 18 个任务（DeliverDelayedMessageTimerTask）进行每个延时级别的任务调度。任务调度的代码逻辑如下：

public void executeOnTimeup() {

ConsumeQueue cq =

ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.findConsumeQueue(TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC,

delayLevel2QueueId(delayLevel));

if (cq == null) {

this.scheduleNextTimerTask(this.offset, DELAY_FOR_A_WHILE);

return;

}

SelectMappedBufferResult bufferCQ = cq.getIndexBuffer(this.offset);

if (bufferCQ == null) {

//省略部分逻辑

this.scheduleNextTimerTask(resetOffset, DELAY_FOR_A_WHILE);

return;

}

long nextOffset = this.offset;

try {

int i = 0;

ConsumeQueueExt.CqExtUnit cqExtUnit = new ConsumeQueueExt.CqExtUnit();

for (; i < bufferCQ.getSize() && isStarted(); i += ConsumeQueue.CQ_STORE_UNIT_SIZE) {

long offsetPy = bufferCQ.getByteBuffer().getLong();

int sizePy = bufferCQ.getByteBuffer().getInt();

long tagsCode = bufferCQ.getByteBuffer().getLong();

//省略部分逻辑

long now = System.currentTimeMillis();

long deliverTimestamp = this.correctDeliverTimestamp(now, tagsCode);

nextOffset = offset + (i / ConsumeQueue.CQ_STORE_UNIT_SIZE);

long countdown = deliverTimestamp - now;

if (countdown > 0) {

this.scheduleNextTimerTask(nextOffset, DELAY_FOR_A_WHILE);

return;

}

MessageExt msgExt = ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.lookMessageByOffset(offsetPy, sizePy);

if (msgExt == null) {

continue;

}

MessageExtBrokerInner msgInner = ScheduleMessageService.this.messageTimeup(msgExt);

//事务消息判断省略

boolean deliverSuc;

//只保留同步

deliverSuc = this.syncDeliver(msgInner, msgExt.getMsgId(), nextOffset, offsetPy, sizePy);

if (!deliverSuc) {

this.scheduleNextTimerTask(nextOffset, DELAY_FOR_A_WHILE);

return;

}

}

nextOffset = this.offset + (i / ConsumeQueue.CQ_STORE_UNIT_SIZE);

} catch (Exception e) {

log.error("ScheduleMessageService, messageTimeup execute error, offset = { }", nextOffset, e);

} finally {

bufferCQ.release();

}

this.scheduleNextTimerTask(nextOffset, DELAY_FOR_A_WHILE);

}

这段代码可以参考下面的流程图来进行理解：

上面有一个修正投递时间的函数，这个函数的云服务器提供商意义是如果已经过了投递时间，那么立即投递。代码如下：

private long correctDeliverTimestamp(final long now, final long deliverTimestamp) {

long result = deliverTimestamp;

long maxTimestamp = now + ScheduleMessageService.this.delayLevelTable.get(this.delayLevel);

if (deliverTimestamp > maxTimestamp) {

result = now;

}

return result;

}

注意：消息从 CommitLog 转发到 ConsumeQueue 时，会判断是否是延时消息（Topic = SCHEDULE_TOPIC_XXXX 并且延时级别大于 0），如果是延时消息，就会修改 tagsCode 值为消息投递的时间戳，而 tagsCode 原值是 tag 的 HashCode。代码如下：

//CommitLog类checkMessageAndReturnSize方法

if (delayLevel > 0) {

tagsCode = this.defaultMessageStore.getScheduleMessageService().computeDeliverTimestamp(delayLevel,

storeTimestamp);

}

如下图：

而 ScheduleMessageService 调度线程将消息从 ConsumeQueue 重新投递到原始队列中时，会把 tagsCode 再次修改为 tag 的 HashCode，代码如下：

//类MessageExtBrokerInner，这个方法被 messageTimeup 方法调用。

public static long tagsString2tagsCode(final TopicFilterType filter, final String tags) {

if (null == tags || tags.length() == 0) { return 0; }

return tags.hashCode();

}

如下图：

2.3 一个问题

如果有一个业务场景，要求延时消息 3 小时才能消费，而 RocketMQ 的延时消息最大延时级别只支持延时 2 小时，怎么处理？

这里提供两个思路供大家参考：

在 Broker 上修改 messageDelayLevel 的默认配置；

在客户端缓存 msgId，先设置延时级别是 18（2h），当客户端拉取到消息后首先判断有没有缓存，如果有缓存则再次发送延时消息，这次延时级别是 17（1h），如果没有缓存则进行消费。

3 总结

经过上面的高防服务器讲解，延时消息的处理流程如下：

最后，延时消息的延时时间并不精确，这个时间是 Broker 调度线程把消息重新投递到原始的 MessageQueue 的时间，如果发生消息积压或者 RocketMQ 客户端发生流量管控，客户端拉取到消息后进行处理的时间可能会超出预设的延时时间。​