JMS 之 Active MQ 消息存储实例详解

一、消息的存储方式

ActiveMQ支持JMS规范中的持久化消息与非持久化消息

持久化消息通常用于不管是否消费者在线,它们都会保证消息会被消费者消费。当消息被确认消费后,会从存储中删除

非持久化消息通常用于发送通知以及实时数据,通常要求性能优先,消息可靠性并不是必须的情况

MQ支持可插拔式的消息存储,如:内存、文件和关系数据库等方式

Queue消息模型在ActiveMQ的存储

  采用存储采用先进先出(FIFO),一个消息只能被一个消费者消费,当消息被确认消费之后才会被删除。

Topic消息模型(针对持久订阅)  每个订阅者获取的消息实际是消息的一个副本,只有一个消息副本会被存储,MQ提供了一个指针来指向消息存储并且分发消息副本到订阅者,消息直到所有的持久化订阅者都被接收才能被删除。

持久化存储方式:

    KahaDB消息存储

    AMQ消息存储

    JDBC消息存储

    内存消息存储

二、KahaDB存储方式

  KahaDB是从ActiveMQ 5.4开始默认的持久化插件。KahaDb恢复时间远远小于其前身AMQ并且使用更少的数据文件,所以可以完全代替AMQ,kahaDB的持久化机制同样是基于日志文件,索引和缓存。

(一)、KahaDB主要特性:

    日志形式存储消息;

    消息索引以B-Tree结构存储,可以快速更新;

    完全支持JMS事务;

    支持多种恢复机制;

(二)、适用场景:

    高吞吐量的应用程序

    存储大数据量的消息

(三)、配置方式 conf/activemq.xml:

       <persistenceAdapter><kahaDB directory="${activemq.data}/kahadb"/></persistenceAdapter>

(四)、KahaDB存储原理:

当有活动消费者时,用于临时存储,消息会被发送给消费着,同时被安排将被存储,如果消息及时被确认,就不需要写入到磁盘。写入到磁盘中的数据消息,在后续的消息活动中,如果消息发送成功,变标记为可删除的。系统会周期性的清除或者归档日志文件。

  1、KahaDB内部结构

Data logs:消息日志包含了消息日志和一些命令Cache:当有活动消费者时,用于临时存储,消息会被发送给消费着,同时被安排将被存储,如果消息及时被确认,这不需要写入到磁盘Btree indexes(消息索引):用于引用消息日志(message id),它存储在内存中,这样能快速定位到。MQ会定期将内存中的消息索引保存到metadata store中,避免大量消息未发送时,消息索引占用过多内存空间。Redo log用于在非正常关机情况下维护索引完整性。

2、目录结构:

Db log files:用于存储消息(默认大小32M),当log日志满了,会创建一个新的,当log日志中的消息都被删除,该日志文件会被删除或者归档。Archive directory:当datalog不在被kahadb需要会被归档(通过archiveDataLogs属性控制)。Db.data:存放Btree indexs。Db.redo:存放redo file,用于恢复Btree indexs。

三、AMQ消息存储

  写入消息时,会将消息写入日志文件,由于是顺序追加写,性能很高。为了提升性能,创建消息主键索引,并且提供缓存机制,进一步提升性能。每个日志文件的大小都是有限制的(默认32m,可自行配置)。当超过这个大小,系统会重新建立一个文件。当所有的消息都消费完成,系统会删除这个文件或者归档(取决于配置)。主要的缺点是AMQ Message会为每一个Destination创建一个索引,如果使用了大量的Queue,索引文件的大小会占用很多磁盘空间。而且由于索引巨大,一旦Broker崩溃,重建索引的速度会非常慢。

特点:类似KahaDB,也包含了事务日志,每个destination都包含一个index文件,AMQ适用于高吞吐量的应用场景,但是不适合多个队列的场景。

配置方式conf/activemq.xml:

       <!--AMQ    directory:数据存储路径 syncOnWrite:是否同步写入  maxFileLength:日志文件大小 --><persistenceAdapter><amqPersistenceAdapterdirectory="${activemq.data}/AMQdb"syncOnWrite="true"maxFileLength="10mb" /></persistenceAdapter>

1、AMQ内部结构:

Data logs:消息日志包含了消息日志Cache:用于消息的快速检索Reference store indexes:用于引用datalogs中的消息,通过message ID 关联

2、目录结构:

Lock:保证同一时间只有一个borker访问文件目录temp-storag:用于存储非持久化消息(当不在被存储在内存中),如等待慢消费者处理消息Kr-store:用于存储引用消息日志数据journal directory:包含了消息文件、消息日志和消息控制信息Archive:归档的数据日志

四、JDBC存储

支持通过JDBC将消息存储到关系数据库,性能上不如文件存储,能通过关系型数据库查询到消息的信息。

MQ支持的数据库:Apache Derby、MYsql、PostgreSQL、Oracle、SQLServer、Sybase、Informix、MaxDB。

存储表结构:

A、ACTIVEMQ_MSGS:用于存储消息,Queue和Topic都存储在这个表中:

ID:自增的数据库主键

CONTAINER:消息的Destination

MSGID_PROD:消息发送者客户端的主键

MSG_SEQ:是发送消息的顺序,MSGID_PROD+MSG_SEQ可以组成JMS的MessageID

EXPIRATION:消息的过期时间,存储的是从1970-01-01到现在的毫秒数

MSG:消息本体的Java序列化对象的二进制数据

PRIORITY:优先级,从0-9,数值越大优先级越高

B、ACTIVEMQ_ACKS:用于存储订阅关系。如果是持久化Topic,订阅者和服务器的订阅关系在这个表保存:

主要的数据库字段如下:

CONTAINER:消息的Destination

SUB_DEST:如果是使用Static集群,这个字段会有集群其他系统的信息

CLIENT_ID:每个订阅者都必须有一个唯一的客户端ID用以区分

SUB_NAME:订阅者名称

SELECTOR:选择器,可以选择只消费满足条件的消息。条件可以用自定义属性实现,可支持多属性AND和OR操作

LAST_ACKED_ID:记录消费过的消息的ID。

C、ACTIVEMQ_LOCK(消息锁,保证同一时间只能有一个broker访问这些表结构): 表activemq_lock在集群环境中才有用,只有一个Broker可以获得消息,称为Master Broker,其他的只能作为备份等待Master Broker不可用,才可能成为下一个Master Broker。这个表用于记录哪个Broker是当前的Master Broker。

配置方式:

1、配置数据源 conf/acticvemq.xml文件:

 <!-- 配置数据源-->  <bean id="mysql-ds" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close"><property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"/><property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/activemq?relaxAutoCommit=true"/><property name="username" value="root"/><property name="password" value="111111"/><property name="maxActive" value="200"/><property name="poolPreparedStatements" value="true"/>  </bean>

2、配置broke中的persistenceAdapter :

dataSource指定持久化数据库的bean,createTablesOnStartup是否在启动的时候创建数据表,默认值是true,这样每次启动都会去创建数据表了,一般是第一次启动的时候设置为true,之后改成false。

 <!-- JDBC配置 --><persistenceAdapter><jdbcPersistenceAdapter dataSource="#mysql-ds"  createTablesOnStartup="false"/></persistenceAdapter>

ps:数据库activemq 需要手动创建。

五、内存消息存储

内存消息存储,会将所有的持久化消息存储在内存中,必须注意JVM使用情况以及内存限制,适用于一些能快速消费的数据量不大的小消息,当MQ关闭或者宕机,未被消费的内存消息会被清空。

配置方式 设置 broker属性值 persistent="false":

    <broker xmlns="http://activemq.apache.org/schema/core" brokerName="localhost" dataDirectory="${activemq.data}" persistent="false">

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