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十七、RocketMQ源码分析文件清除机制

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文章永久连接:https://tech.souyunku.com/?p=6032

作者:唯有坚持不懈 | 出处:https://blog.csdn.net/prestigeding/article/details/78888290


由于RocketMQ操作CommitLog、ConsumeQueue文件,都是基于内存映射方法并在启动的时候,会加载commitlog、ConsumeQueue目录下的所有文件,为了避免内存与磁盘的浪费,不可能将消息永久存储在消息服务器上,所以需要一种机制来删除已过期的文件。

RocketMQ顺序写Commitlog、ConsumeQueue文件,所有写操作全部落在最后一个CommitLog或ConsumeQueue文件上,之前的文件在下一个文件创建后,将不会再被更新。

RocketMQ清除过期文件的方法是:如果非当前写文件在一定时间间隔内没有再次被更新,则认为是过期文件,可以被删除,RocketMQ不会管这个这个文件上的消息是否被全部消费。默认每个文件的过期时间为72小时。通过在Broker配置文件中设置fileReservedTime来改变过期时间,单位为小时。接下来详细分析RocketMQ是如何设计与实现上述机制的。

DefaultMessageStore#addScheduleTask:

this.scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                DefaultMessageStore.this.cleanFilesPeriodically();
            }
        }, 1000 * 60, this.messageStoreConfig.getCleanResourceInterval(), TimeUnit.MILLISECONDS);

RocketMQ 会每隔10s调度一次cleanFilesPeriodically,已检测是否需要清除过期文件。执行频率可以通过设置cleanResourceInterval,默认为10s。

DefaultMessageStore#cleanFilesPeriodically

private void cleanFilesPeriodically() {
        this.cleanCommitLogService.run();
        this.cleanConsumeQueueService.run();
    }

主要清除CommitLog、ConsumeQueue的过期文件。CommitLog 与 ConsumeQueue 对于过期文件的删除算法、逻辑大同小异,本文将以 CommitLog 过期文件为例来详细分析其实现原理。

DefaultMessageStore$CleanCommitLogService#run

public void run() {
    try {
           this.deleteExpiredFiles();
           this.redeleteHangedFile();
     } catch (Throwable e) {
            DefaultMessageStore.log.warn(this.getServiceName() + " service has 
                    exception. ", e);
     }
}

整个执行过程分为两个大的步骤,第一个步骤:尝试删除过期文件;第二个步骤:重试删除被hange(由于被其他线程引用在第一阶段未删除的文件),在这里再重试一次。

DefaultMessageStore$CleanCommitLogService#deleteExpiredFiles

long fileReservedTime = DefaultMessageStore.this.getMessageStoreConfig().getFileReservedTime();
int deletePhysicFilesInterval = DefaultMessageStore.this.getMessageStoreConfig().getDeleteCommitLogFilesInterval();
int destroyMapedFileIntervalForcibly = DefaultMessageStore.this.getMessageStoreConfig().getDestroyMapedFileIntervalForcibly();

Step1:解释一下这个三个配置属性的含义。

  • fileReservedTime:文件保留时间,也就是从最后一次更新时间到现在,如果超过了该时间,则认为是过期文件,可以被删除。
  • deletePhysicFilesInterval:删除物理文件的间隔,因为在一次清除过程中,可能需要删除的文件不止一个,该值指定两次删除文件的间隔时间。
  • destroyMapedFileIntervalForcibly:在清除过期文件时,如果该文件被其他线程所占用(引用次数大于0,比如读取消息),此时会阻止此次删除任务,同时在第一次试图删除该文件时记录当前时间戳,destroyMapedFileIntervalForcibly表示第一次拒绝删除之后能保留的最大时间,在此时间内,同样可以被拒绝删除,同时会将引用减少1000个,超过该时间间隔后,文件将被强制删除。

DefaultMessageStore$CleanCommitLogService#deleteExpiredFiles:

boolean timeup = this.isTimeToDelete();
boolean spacefull = this.isSpaceToDelete();
boolean manualDelete = this.manualDeleteFileSeveralTimes > 0;
if (timeup || spacefull || manualDelete) {
    //继续执行删除逻辑
   return;
} else {
   // 本次删除任务无作为。
}

Step2:RocketMQ在如下三种情况任意满足之一的情况下将继续执行删除文件操作。

  • 到了删除文件的时间点,RocketMQ通过deleteWhen设置一天的固定时间执行一次删除过期文件操作,默认为凌晨4点。
  • 判断磁盘空间是否充足,如果不充足,则返回true,表示应该触发过期文件删除操作。
  • 预留,手工触发,可以通过调用excuteDeleteFilesManualy方法手工触发过期文件删除,目前RocketMQ暂未封装手工触发文件删除的命令。

重点分析一下磁盘不足的判断依据。

DefaultMessageStore$CleanCommitLogService#isSpaceToDelete

double ratio = DefaultMessageStore.this.getMessageStoreConfig().getDiskMaxUsedSpaceRatio() / 100.0;   // @1
cleanImmediately = false;
{
    String storePathPhysic = DefaultMessageStore.this.getMessageStoreConfig().getStorePathCommitLog();
    double physicRatio = UtilAll.getDiskPartitionSpaceUsedPercent(storePathPhysic);   // @2
    if (physicRatio > diskSpaceWarningLevelRatio) {  // @3
           boolean diskok = DefaultMessageStore.this.runningFlags.getAndMakeDiskFull();
           if (diskok) {
                 DefaultMessageStore.log.error("physic disk maybe full soon " + physicRatio + ", so mark disk full");
           }
             cleanImmediately = true;
     } else if (physicRatio > diskSpaceCleanForciblyRatio) { 
           cleanImmediately = true;
     } else {
            boolean diskok = DefaultMessageStore.this.runningFlags.getAndMakeDiskOK();
            if (!diskok) {
                   DefaultMessageStore.log.info("physic disk space OK " + physicRatio + ", so mark disk ok");
             }
      }
      if (physicRatio < 0 || physicRatio > ratio) {
            DefaultMessageStore.log.info("physic disk maybe full soon, so reclaim space, " + physicRatio);
            return true;
      }
}

代码@1:获取maxUsedSpaceRatio,表示commitlog、consumequeue文件所在磁盘分区的最大使用量,如果超过该值,则需要立即清除过期文件。

代码@2:通过File#getTotalSpace()获取commitlog所在磁盘分区总的存储容量,通过File#getFreeSpace()获取commitlog目录所在磁盘文件剩余容量并得出当前该分区的物理磁盘使用率physicRatio 。

代码@3:RocketMQ另外提供了两个与磁盘空间使用率相关的系统级参数:

  • -Drocketmq.broker.diskSpaceWarningLevelRatio=0.90:如果磁盘分区使用率超过该阔值,将设置磁盘不可写,此时会拒绝新消息的写入。
  • -Drocketmq.broker.diskSpaceCleanForciblyRatio=0.85:如果磁盘分区使用超过该阔值,建议立即执行过期文件清除,但不会拒绝新消息的写入。

判断磁盘是否可用,用当前已使用物理磁盘率maxUsedSpaceRatio、diskSpaceWarningLevelRatio、diskSpaceCleanForciblyRatio,如果当前磁盘使用率达到上述阔值,将返回true表示磁盘已满,需要进行过期文件删除操作。

Step3:然后根据文件的最后一次更新时间与当前时间做比较,判断是否过期,如果已过期,调用MappedFile的destory。
MappedFile#shutdown

public void shutdown(final long intervalForcibly) {
        if (this.available) {
            this.available = false;
            this.firstShutdownTimestamp = System.currentTimeMillis();
            this.release();
        } else if (this.getRefCount() > 0) {
            if ((System.currentTimeMillis() - this.firstShutdownTimestamp) >= intervalForcibly) {
                this.refCount.set(-1000 - this.getRefCount());
                this.release();
            }
        }
    }

如果available为true,表示第一次执行shutdown方法,首先设置available为false,并记录firstShutdownTimestamp 时间戳,如果当前该文件被其他线程引用,则本次不强制删除,如果没有其他线程在使用该文件,则清除MappedFile相关资源,并最终执行File#delete()方法清除文件。在拒绝被删除保护期内(destroyMapedFileIntervalForcibly)每执行一次清理任务,将引用次数减去1000,引用数小于1后,该文件最终将被删除。

关于 ConsumeQueue 的过期文件删除机制与Commitlog文件机制类似,本文就不重复讲解。

本文重点是理解如下参数的含义:fileReservedTime、deletePhysicFilesInterval、destroyMapedFileIntervalForcibly、-Drocketmq.broker.diskSpaceWarningLevelRatio
-Drocketmq.broker.diskSpaceCleanForciblyRatio与获取磁盘分区总容量与剩余容量的方法。


备注:本文是《RocketMQ技术内幕》的前期素材,建议关注笔者的书籍:《RocketMQ技术内幕》。

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