今天来聊一聊 RocketMQ 的延时消息是怎么实现的。
延时消息是指发送到 RocketMQ 后不会马上被消费者拉取到，而是等待固定的时间，才能被消费者拉取到。
延时消息的使用场景很多，比如电商场景下关闭超时未支付的订单，某些场景下需要在固定时间后发送提示消息。
1 生产者
首先看一个生产者发送延时消息的官方示例代码：
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是，消息设置 setDelayTimeLevel 属性值，这里设置为 3，这里最终将 3 这个延时级别复制给了 DELAY 属性。
关于延时级别，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，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.Entry
entry :
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。
