rabbitmq中消息的存储

来源:互联网 发布:义乌最好的淘宝摄影 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 06:06

1. 大概原理:

所有队列中的消息都以append的方式写到一个文件中,当这个文件的大小超过指定的限制大小后,关闭这个文件再创建一个新的文件供消息的写入。文件名(*.rdq)从0开始然后依次累加。当某个消息被删除时,并不立即从文件中删除相关信息,而是做一些记录,当垃圾数据达到一定比例时,启动垃圾回收处理,将逻辑相邻的文件中的数据合并到一个文件中。

2. 消息的读写及删除:

rabbitmq在启动时会创建msg_store_persistent,msg_store_transient两个进程,一个用于持久消息的存储,一个用于内存不够时,将存储在内存中的非持久化数据转存到磁盘中。所有队列的消息的写入和删除最终都由这两个进程负责处理,而消息的读取则可能是队列本身直接打开文件进行读取,也可能是发送请求由msg_store_persisteng/msg_store_transient进程进行处理。

在进行消息的存储时,rabbitmq会在ets表中记录消息在文件中的映射,以及文件的相关信息。消息读取时,根据消息ID找到该消息所存储的文件,在文件中的偏移量,然后打开文件进行读取。消息的删除只是从ets表删除指定消息的相关信息,同时更新消息对应存储的文件的相关信息(更新文件有效数据大小)。

-record(msg_location, { msg_id,     %%消息ID                        ref_count,  %%引用计数                        file,       %%消息存储的文件名                        offset,     %%消息在文件中的偏移量                        total_size  %%消息的大小                      }).-record(file_summary, { file,       %%文件名                        valid_total_size, %%文件有效数据大小                        left,       %%位于该文件左边的文件                        right,      %%位于该文件右边的文件                        file_size,  %%文件总的大小                        locked,     %%上锁标记 垃圾回收时防止对文件进行操作                        readers     %%当前读文件的队列数                      })

3. 垃圾回收:

由于执行消息删除操作时,并不立即对在文件中对消息进行删除,也就是说消息依然在文件中,仅仅是垃圾数据而已。当垃圾数据超过一定比例后(默认比例为50%),并且至少有三个及以上的文件时,rabbitmq触发垃圾回收。垃圾回收会先找到符合要求的两个文件(根据#file_summary{}中left,right找逻辑上相邻的两个文件,并且两个文件的有效数据可在一个文件中存储),然后锁定这两个文件,并先对左边文件的有效数据进行整理,再将右边文件的有效数据写入到左边文件,同时更新消息的相关信息(存储的文件,文件中的偏移量),文件的相关信息(文件的有效数据,左边文件,右边文件),最后将右边的文件删除。


4. 性能考虑:

(1)操作引用计数(flying_ets)

队列在进行消息的写入和删除操作前,会在flying_ets表里通过+1,-1的方式进行计数,然后投递请求给msg_store_persistent/msg_store_transient进程进行处理,进程在真正写操作或者删除之前会再次判断flying_ets中对应消息的计数决定是否需要进行相应操作。这样,对于频繁写入和删除的操作,概率减少实际的写入和删除。

client_write(MsgId, Msg, Flow,             CState=#client_msstate{cur_file_cache_ets=CurFileCacheEts,                                    client_ref=CRef}) ->    ok = client_update_flying(+1, MsgId, CState),    ok = update_msg_cache(CurFileCacheEts, MsgId, Msg),    ok = server_cast(CState, {write, CRef, MsgId, Flow}).remove(MsgIds, CState = #client_msstate { client_ref = CRef }) ->    [client_update_flying(-1, MsgId, CState) || MsgId <- MsgIds],    server_cast(CState, {remove, CRef, MsgIds}).client_update_flying(Diff, MsgId,                     #client_msstate{flying_ets = FlyingEts,                                     client_ref = CRef}) ->    Key = {MsgId, CRef},    case ets:insert_new(FlyingEts, {Key, Diff}) of        true  ->            ok;        false ->            try ets:update_counter(FlyingEts, Key, {2, Diff}) of            ...    end.handle_cast({write, CRef, MsgId, Flow},            State = #msstate{cur_file_cache_ets=CurFileCacheEts,                             clients=Clients}) ->    ...    true = 0 =< ets:update_counter(CurFileCacheEts, MsgId, {3, -1}),    case update_flying(-1, MsgId, CRef, State) of        process ->            [{MsgId,Msg,_PWC}]=ets:lookup(CurFileCacheEts, MsgId),            noreply(write_message(MsgId, Msg, CRef, State));        ignore ->            ...    end;handle_cast({remove, CRef, MsgIds}, State) ->    {RemovedMsgIds, State1} =        lists:foldl(            fun (MsgId, {Removed, State2}) ->                case update_flying(+1, MsgId, CRef, State2) of                    process ->                        {[MsgId | Removed],                        remove_message(MsgId, CRef, State2)};                    ignore ->                        {Removed, State2}                end            end, {[], State}, MsgIds),    ...update_flying(Diff,MsgId,CRef,#msstate{flying_ets = FlyingEts }) ->    Key = {MsgId, CRef},    NDiff = -Diff,    case ets:lookup(FlyingEts, Key) of        [] ->            ignore;        [{_,  Diff}] ->            ignore;        [{_, NDiff}] ->            ets:update_counter(FlyingEts, Key, {2, Diff}),            true = ets:delete_object(FlyingEts, {Key, 0}),            process;        [{_, 0}] ->            true = ets:delete_object(FlyingEts, {Key, 0}),            ignore;        [{_, Err}] ->            throw({bad_flying_ets_record, Diff, Err, Key})    end.

(2)尽可能的并发读

在读取消息的时候,都先根据消息ID找到对应存储的文件,如果文件存在并且未被锁住,则直接打开文件,从指定位置读取消息的内容。

如果消息存储的文件被锁住了,或者对应的文件不存在了,则发送请求,由msg_store_persistent/msg_store_transient进程进行处理。

(3)消息缓存

1)利用ets表进行缓存 

对于当前正在写的文件,所有消息在写入前都会在cur_file_cache_ets表中存一份,消息读取时会优先从这里进行查找。文件关闭时,会将cur_file_cache_ets表中引用计数为0的消息进行清除。

2)file_handle_cache的写缓存

rabbitmq中对文件的操作封转到了file_handle_cache模块,以写模式打开文件时,默认有1M大小的缓存,即在进行文件的写操作时,是先写入到这个缓存中,当缓存超过大小或者显式刷新,才将缓存中的内容刷入磁盘中。

rabbit_msg_store.erl-define(HANDLE_CACHE_BUFFER_SIZE, 1048576). %% 1MBopen_file(Dir, FileName, Mode) ->    file_handle_cache:open(form_filename(Dir, FileName),                           ?BINARY_MODE ++ Mode,                           [{write_buffer,?HANDLE_CACHE_BUFFER_SIZE}]).file_handle_cache.erlappend(Ref,Data) ->    with_handles(        [Ref],        fun ([#handle { is_write = false }]) ->           {error, not_open_for_writing};        ([Handle]) ->            case maybe_seek(eof, Handle) of                {{ok, _Offset}, #handle{hdl = Hdl,                                        offset = Offset,                                        write_buffer_size_limit = 0,                                        at_eof = true }= Handle1} ->                    Offset1 = Offset + iolist_size(Data),                    {prim_file:write(Hdl, Data),                    [Handle1#handle{is_dirty=true,offset=Offset1 }]};                {{ok, _Offset},#handle{write_buffer = WriteBuffer,                                       write_buffer_size = Size,                                       write_buffer_size_limit= Limit,                                       at_eof = true } = Handle1} ->                    WriteBuffer1 = [Data | WriteBuffer],                    Size1 = Size + iolist_size(Data),                    Handle2=Handle1#handle{write_buffer=WriteBuffer1,                                           write_buffer_size=Size1},                    case Limit =/= infinity andalso Size1 > Limit of                        true  ->                            {Result,Handle3} = write_buffer(Handle2),                            {Result, [Handle3]};                        false ->                            {ok, [Handle2]}                    end;                {{error, _} = Error, Handle1} ->                    {Error, [Handle1]}            end        end).


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