RocketMQ、Kafka、RabbitMQ 消费原理，顺序消费问题【图文理解】

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一、开始

先来定义一下何为顺序消息，比如有A、B两条消息，消息处理的流程是 1、2、3 … 10，只有当A消息执行10完毕后，B消息才可以进行1流程。

注：如果A执行到7，B开始执行1，这其实不一定是顺序消息，因为各种原因最终可能导致B先执行完10。

目前比较流行的队列：RocketMQ、RabbitMQ、Kafka

• RocketMQ 消息发送到 topic，再到topic关联的 queue
• RabbitMQ 消息发送到 exchange，再由exchange通过规则到 queue
• Kafka 消息发送到 topic，再到topic关联的 partitions （partitions可以理解就是一个queue）

基于消息队列的规则，想要达到我们的目标就要求A、B两个消息先后发送到同一个 queue/partitions，且只能有一个消费者，且消费的时候必须是单线程非异步的才可满足。

二、结果

三种MQ都支持消息发送到指定的 queue/partition，简单来说就是基于一个标识去计算看它应该落在哪个queue/partition，同一批顺序消息的标识是一样的，所以最终进入的queue/partition也是一致的。 进入 queue/partition 之后的消息都是顺序的，它们是 FIFO的。

顺序消息的控制主要是在消费端，那问题就变成了2个

1. queue/partition 和消费者之间是如何对应的
2. 消费者对同一个 queue/partition 的消息，是多线程还是单线程

只有满足一个queue/partition 只能对应一个消费者，一个消费者对于一个queue/partition 是单线程消费的，才可以做到消费顺序。

注：MQ有集群消费和广播消费，顺序消费肯定是建立在集群消费模式下的。

最终结果：RocketMQ和Kafka是支持顺序消息的，RabbitMQ不支持顺序消息。

1、RocketMQ 消费关系图

1-1、queue和consumer的关系

从上面的图可以看到，一个queue最多只能对一个 consumer，如果某个 topic需要更大的并发，那就需要，那就增加 queue，然后增加 consumer

1-2、consumer 和线程的关系

正常使用SpringBoot开发项目的时候，都是引入 rocketmq-spring-boot-starter，然后用 @RocketMQMessageListener 来做消费处理，所以下面图也是基于这个用法来画的

通过这个图可以看到使用 @RocketMQMessageListener 做消费者的时候，本质上消息是被多线程去消费了，那就存在A、B消息的真正处理顺序不一致了。

RocketMQ的解决办法是，当你设置消费为顺序消费的时候，在消息处理的时候它会基于 queue加锁，这样就只能单线程处理这个queue的消息了。

设置顺序消费的代码

@RocketMQMessageListener(
        topic ="Topic1", 
        consumerGroup ="springboot3_producer_group", 
        consumeMode =ConsumeMode.ORDERLY)

2、Kafka 消费关系图

Kafka 里面没有queue的概念，转而用partitions，但其本质上queue和partitions是一样的，就把它理解成一个queue完事

1-1、partitions和consumer的关系

partitions 和 consumer的关系和 RocketMQ的一模一样，只是把queue改为partitions即可，就不画了

1-2、consumer 和线程的关系

1. Kafa消费消息的时候是主动去拉，拉到了就去消费，消费完了，再去拉。 拉和消费的线程是一个
2. 当自定义线程数大于 partitions 的时候，没用，这个没用的意思是 Kafka压根不会创建比分配给自己 partitions 数量更多的线程
3. 添加消费者的时候，会自平衡（这点所有的MQ都一样的）
4. 默认如果没有给consumer设置线程数的话，是单线程

Kafka的解决办法是，每一个 partitions 最多只有一个线程来消费它，单线程自然就是顺序消费的咯。

3、RabbitMQ 消费关系图

1-1、queue和consumer的关系

1. RabbitMQ新增了exchange（交换机）的概念，所有的数据都是先发送到交换机，再由exchange基于规则下发到具体的queue
2. 可以通过设置交换机的类型的，让消息投递到一个或多个 queue
3. 广播消息：可以设置exchange类型为fanout，这样消息就会投递到所有与之绑定的queue（前提是没有设置特殊的 routingkey）
4. 集群消费：可以设置多个 consumer去消费一个queue，或一个消费者设置多线程去消费，以此来增加消费速率

注：RabbitMQ的queue和consumer是可以设置为多对多的关系

1-2、consumer 和线程的关系

1. RabbitMQ默认也是一个线程消费
2. 当开启了多个线程的时候，消息最终顺序就可能不一致，因为各个线程之间其实是相互独立的

4、总结

从上述结果来看其实三种队列都是支持顺序消息的（前提消息都发送到一个 queue/partitions），但支持的程度和结果不同

1. RocketMQ，一个queue只能有一个consumer，消费者是多线程的，但开启顺序消费的时候，会对 queue加锁从而保证顺序
2. Kafka，一个 partitions只能由一个consumer的一个线程去消费，基于单线程就保证了顺序性
3. RabbitMQ，queue和consumer是多对多的，consumer的多个线程是独立的，要想保证顺序，只能让一个queue只有一个consumer，且consumer只有一个线程（但这样做效率就很低）

三、实践

1、全局有序

基于上述分析，三种MQ都可以做到全局有序，因为一旦要求全局有序，消费者就必须是单线程消费。

2、局部有序

比如用户订单业务，对于不同的用户它们的消费顺序可以不用关注，但是对于同一个用户的消息必须是严格有序的（简单的如先下单、再支付）。

对于这种场景RabbitMQ基本上就不满足的，它只有一个队列，如果消费者是单线程的会阻塞其它的消息，一定会造成消息积压。

RocketMQ和Kafka在发送消息的时候都可以指定一个queue/partitions（发消息的时候指定一个key，通过key的hash找一个queue，相同的key得到的就是同一个queue）。

1. RocketMQ 通过顺序消息对queue加锁变成单线程消费
2. Kafka 的每一个partitions 就只有一个线程去消费

消息可能重复消费这个和顺序消息没关系，所以在写消费逻辑的时候应该做幂等。