ActiveMQ分布式网络(Forward Bridge)

    当ActiveMQ面对大量消息存储和大量Client交互时，性能消耗将会达到单个broker极限，此时我们需要对ActiveMQ进行水平扩展。ActiveMQ提供了“network”机制，可以把多个broker实例“串联”一起，形成“Forward Bridge”模型(转发桥)。这些Broker通过有向网络(networkerConnector)链接在一起，组成broker集群，任何一个Borker都可以与Client数据交互，消息也将在Broker网络中“流动”直到被消费，之所以“流动”，因为“producer”和“consumer”会与不同的broker建立链接，我们认为“转发桥”架构模式是“较大”集群数据的解决方案。

 

    在master-slave模式中，消息将会在多个broker上备份，即集群中每个broker上消息都一样，在故障转移时不会发生消息丢失的问题(持久化消息)。“Forward Bridge”意味着消息可以在broker间“转发”直到消息被消费，在任意时刻一条消息只会被一个broker持有；Producer发送的消息，可能会经过多个Broker转发最终才会到达Consumer，如果其中某个Broker失效，那么其上的消息将不可用（当然也可以为每个节点采用M-S架构，以提高可用性），直到它再次加入集群，因此“Forward Brige”模式并不是ActiveMQ HA(高可用)方案,但是因为集群中每个Broker都可以独立为Client服务而且消息可以动态的在网络中迁移，所以“Forward Bridge”是解决海量消息的必备策略。

 
 

 

    当network中某个Broker故障失效，failover协议可以让Client迁移到其他正常的Broker上，从整体来看，并不会影响Client的数据交互。ActiveMQ还提供了动态平衡的机制，当某个Broker加入集群，可以让其他Broker上部分Client迁移到新的Broker上，从全局实现“负载均衡”。

 

    对于Queue而言，消息只会转发给有消费者存在的broker上，比如有三个Broker A,B,C，它们之间使用双向网络链接，如果A,B上有Consumer，C上没有，那么消息只会在A和B之间转发，C上将不会有任何消息。

 

    对于Topic而言，每个Broker都可能获取消息，即使broker上没有消费者；消息转发有配置决定，比如包含在staticallyIncludeDestinations中的Topic、在dynamicOnly为false情况下包含在durableDestinations中的Topic，这些Topic中的消息总是被转发给remote Broker。

 

    1）多个brokers通过网络连接组成分布式网络，消息可以在多个brokers之间流动，每个broker都可以存储消息，从而降低单个broker的存取压力，在存储层面类似于“sharding”。

    2）broker的离群只会导致此节点上的数据失效，不会影响集群的其他节点。

    3）Failover协议支持：broker失效后，其上的client将会迁移到其他broker上；当broker加入集群，其他brokers上的部分clients将有迁移到此broker上；最终在Client层面，实现存取的“负载均衡”。

    4）不需要太多的人工干预。

    5）producer和consumer可以与不同的broker建立连接，但是消息的消费不会受到影响；可以支撑较大规模的客户端个数，而且客户端的个数可以在多个brokers负载均衡。

 

    首先需要注意，分布式网络中的所有broker都不能有相同的brokerName和brokerId，且强烈建议开启“advisorySupport=true”。

 

<broker brokerName="broker-0" dataDirectory="${activemq.data}">

	<networkConnectors>
	  <networkConnector name="broker0-broker1" duplex="true" networkTTL="1" uri="static:(tcp://localhost:51616)"/>
	</networkConnectors>

	<transportConnectors>
		<!-- DOS protection, limit concurrent connections to 1000 and frame size to 100MB -->
		<transportConnector name="openwire" uri="tcp://0.0.0.0:61616?maximumConnections=1000&amp;wireformat.maxFrameSize=104857600"/>
	</transportConnectors>

</broker>

 

    网络发现：

    networkConnector中使用uri属性来指定远端的Broker地址（下游网络节点，可以有多个），我们可以使用“static:(broker1,broker2)”格式指定候选broker列表，“static”是一个逻辑协议，和Client端使用的“failover”协议一样，可以实现链接重连和列表遍历重试特性。通常“static”协议用在networkConnector中，“failover”协议用在Client端。broker将会依次尝试与uri中每个broker建立链接，直到与其一建立成功为止。通常uri中broker列表为master-slave模式，这也是broker高可用设计要求，我们可以使用masterslave协议：

<networkConnectors>
  <networkConnector uri="masterslave:(tcp://master:61616,tcp://slave:61616)"/>
</networkConnectors>

 

    在production环境中，我们通常不能使用“network动态发现”，所以在此不在赘言。

    当networkerConnector与remote Broker建立链接之后，那么remote Broker将会向local Broker交付订阅信息，包括remote broker持有的destinations、Consumers、持久订阅者列表等；那么此后local Broker将把remote Broker做一个消息“订阅者”，local Broker接收到的所有消息都会有条件(根据remote Broker订阅情况，以及本地的destination配置)的转发给remote Broker。如果集群中有新的Consumer、Destination创建，都会通过“Advisory Topic”发送通知，这些通知消息，和普通的消息一样也会在集群网络中转发，那么所有的broker都可以通过“Advisory”通知来获取集群动态，并调整消息转发。

 

    networkConnector核心属性：

    1. name：每个networkConnector都需要一个名称，而且在本地的networkConnectors列表中不能重复。

    2. dynamicOnly：用来表明connector是否只支持动态激活“durable订阅者”，默认为false，表示networkConnector在创建成功后，将立即激活所有的“durable Topic”，即使本地没有Topic的消费者(如果本地Broker已经有消费者，肯定会激活)，本地Broker也会创建一个“典型的”订阅者，并将订阅信息发送给remote Broker，此后remote Broker接收到的Topic消息也将转发给本地Broker。如果为true，那么netwokrConnector将不会立即激活它们(本地没有消费者的durable Topic)，直到从“Advisory”通知获取到激活消息(有Durable Consumer创建)时，才会做上述操作。它将对Durable Topic中消息在网络中转发的时机有重要影响。通常设定为false，以避免broker大面积失效时，Client迁移到那些尚没有接收到任何“Advisory”的新Broker节点上；不过如果网络比较稳定，设定dymanicOnly为true，可以有效的提升Topic消息的转发效率。

 

    比如A,B两个Broker，它们之间使用了“duplex”双向网络链接，并设置“dynamicOnly = true”；我们首先启动A并在其上创建一个durable订阅者，并由producer创建几个消息；然后启动B，producer继续在A上创建消息，此时我们会发现B上其实没有接受到任何消息(因为B没有接收到任何Advisory)；此后我们重新在A上创建durable订阅者，这时我们会发现B上尽管没有任何消费者信息，但其也接收到了Topic消息的Copy。（如果此值为false，那么当B启动后，即使其上没有消费者，A仍然需要将durableDestinations中的Topic的消息转发给B）

<networkConnectors>
  <networkConnector name="broker0-broker1" duplex="true" dynamicOnly="true" networkTTL="1" uri="static:(tcp://localhost:51616)">
	<!-- dynamicOnly只对durableDestinations有效 -->
	<durableDestinations>
		<topic physicalName="order.dbcenter"/>
	</durableDestinations>
 </networkConnector>

 

    3. decreaseNetworkConsumerPriority：是否降低网络消费者(Queue)的权重，默认为false，即remote Broker中的Consumers与本地Consumer具有相同的权重(默认值=0，我们可以为每个消费者指定权重)，消费者“权重”决定了它获取消息的优先级，较高权重的消费者将优先消费消息。如果此值为true，那么remote Broker中的Consumer将具有最低的优先级(-7),那么只有当Queue在Local Broker中没有Consumer，或者所有的Consumers都满负荷(prefetch Buffe已满)时，才会将消息转发给remote Broker中的Consumer。这是一种较好的调优策略，不仅可以降低消息转发的开支，而且还能较好的确保消息顺序，通常我们设置为true，唯一的缺点就是不利于Queue consumers在全局范围内负载均衡。 （解决的问题：首先保证消息被当前broker上的consumer消费，只有当本地所有的消费者都繁忙时才转发给remote broker上的consumer。）

 

    4. networkTTL：消息在网络中转发的最大生命周期，默认为1，即消息只会在网络中转发一次。消息在网络中每转发一次，都会将TTL-1，并且将当前的brokerId添加到路由信息中，当TTL=0或者当前brokerId已经在路由表中(此broker已经转发过此消息，避免loop)，那么消息将不会继续转发下去。通常此值小与broker节点的个数，如果集群中brokers有回环网络，则建议为1，比如:A->B,B->C,C->A。（避免networkConnector是链状，且有回环情况，良好的架构下，应该是星状结构，即每个broker都与其他brokers建立连接，而不是链状结构--pipleline）

 

    5. conduitSubscriptions： 是否将remote Broker下同一个Destination中的多个Consumer，作为一个Consumer对待。默认为true。（conduit：管线）

 

    6. duplex：网络是否为双向的，默认为false。如果为true，则remote Broker不仅是“订阅者”，还可以作为消息的“生产者”，即remote Broker也会向Local Broker转发消息。我们通常是，每个broker均与其他broker建立单向的networkConnector，比如有三个broker A/B/C，那么在A上配置2个单向的：A->B，A->C，那么在B上配置：B->A，B->C，以此论推。

 

    7. alwaysSyncSend： 向remote Broker转发消息时，是否总是同步发送。默认为false，即只对持久化消息采用同步发送；如果为true，那么对于非持久化消息也将采用同步发送。所谓同步发送，就是local Broker通过networkerConnector将消息发送给remote Broker后，阻塞并等到remote Broker返回ACK指令。这是消息存储担保的方式。

 

    8. staticBridge：是否为“静态”Bridge，默认false，即networkConnector可以通过Advisory通知来获取Consumer的变更，并调整转发策略。如果为true，那么broker将不关注任何Advisory(Consumer变更)，只会使用“staticallyIncludeDestination”配置创建必要的订阅。

 

    9. brigeTempDestinations：当Temp通道创建时，是否发送Advisory通知，并支持其消息的转发，默认为true。在Queue中，在使用request-reply(请求--应答)模式的消息消费时，reply通道通常是一个temp destination(与Connection同生命周期，其他Connection可见，不可跨Broker，其他特性和正常的Destination一样)，这种destination在分布式网络中会有些局限性，有可能Producer和Consumer分布在不同的broker上， 如果禁用此属性，那么Consumer的reply消息将无法到达Producer(temp 通道无法跨越多个broker或者Connection，Consumer将会因为找不到Temp Destination而发生异常)。建议此值为true，分布式网络将通过Advisory来感知temp通道的创建(producer端创建)，并在Consumer端消息转发时支持Temp通道中的消息(判定当前Broker是否已经接收到了Advisory，如果接收到此通知，那么broker将会在本地保留temp destination信息)。参见源码【AdvisoryBroker】

 

    可靠性：

    网络中的Broker总是首先保存消息，然后转发；消息的可靠性依赖于消息本身是否为持久化类型或者订阅者是否为duarable，非持久化消息和临时订阅者的消息仍然在broker失效时有丢失的风险；消息的属性不会在转发时修改。

 

    消息顺序(Queue)：

    即使单个Broker，也无法保证消费者获取消息的顺序是严格一致的，除非只有一个Consumer(其实即使只有一个Consumer，如果发生消息重发的情况，顺序性会打破)；那么对于分布式网络中的Broker，这种顺序性就更加难以保证，因为remote Broker相对于Local Broker，它就是一个逻辑上的Consumer，Local Broker从Queue的头部移除消息，转发给Remote Broker，那么remote Broker接受到消息之后，将消息添加到本地Queue的尾部，很明显，这个转发过程已经打破了Queue中消息的有序性(双端都有一个本地Queue)，如果有多个Producer且分布在多个Broker上，而且还指定了Consumer Proirity，那么情况可能就更加复杂。

 

    Conduit Subscriptions：

    上述已经提到networkConnector中有个属性为“conduitSubscriptions”，当networkConnector创建成功后，local Broker已经知道remote Broker所持有的consumer列表(包括此后在remote broker上新加入的Consumer)，当Local Broker接收到新消息时，也会将有关的消息转发给remote Broker。对于Topic订阅而言，如果remote Broker上有多个订阅者时，local broker将会把消息转发给每个订阅者，事实上同一条消息多次转发给了remote Broker，remote Broker接收到消息之后将会重新整理，并发送到本地订阅者时，就会出现重复消息的问题。所以在Topic中，我们通常设定“conduitSubscriptions=true”，同时为了避免重复消息的检测对Client造成影响，我们还需要在每个broker上的Topic策略上添加“enableAudit=false”。

<policyEntry topic=">" enableAudit="false">
....

 

    对于Queue而言，“conduitSubscriptions”却有不同的解释，如果此值为true，那么remote Broker上有多个consumer时也将按照看做一个consumer，这对消息的全局负载均衡是不利的。比如A,B两个Broker，如果A上有一个Consumer，B上有2个Consumers，如果Queue中有30条消息且Consumer的权重都一样的情况下，在conduitSubscriptions=true时，那么对于A而言它只认为B上有一个Consnumer，所以A和B各得到15条消息；如果conduitSubscriptions为false，那么对于A而言它认为B上有2个Consumer，即全局有3个Consumers，那么将会转发给B共20条消息， 那么三个消费者均会获得10条消息。(源码参见：DurableConduitBridge,DemandForwardingBridge)

 

    不过对于Queue而言，还有一个非常麻烦的事情，就是“selector”问题，网络Broker在转发消息时不会关注selector，即有可能不符合remote Broker中consumer selector的消息也会转发，此时这些消息无法被remote consumer所消费，而且也不会再次回传；如果remote consumer中使用了selector，暂时的策略就是让conduitSubscriptions=false；事实上，ActiveMQ是不希望消息不断回传，而是希望使用“reblanceClient”。

 

 

    通常，我们对Topic和Queue采用单独配置的原则：

<networkConnector name="broker0-broker1-topic" uri="static:(tcp://broker1:61616)" conduitSubscriptions="true">
	<excludedDestinations>
		<queue physicalName=">"/>
	</excludedDestinations>
</networkConnector>

<networkConnector name="broker0-broker1-queue" uri="static:(tcp://broker1:61616)" conduitSubscriptions="false">
	<excludedDestinations>
		<topic physicalName=">"/>
	</excludedDestinations>
</networkConnector>

 

    duplex网络：

    默认Duplex为false，即单向网络，此时remote Broker作为订阅者，Local Broker负责向remote Broker转发消息；如果duplex为true，那么Local Broker也作为订阅者，此时remote Broker也可以通过链接转发消息，相当于在A上配置了A->B和在B上配置了B->A效果是一样的，只使用了不过2个单向的网络链接；如果2个broker之间数据传输量较大或者开发者希望个性化配置时，我们可以配置2个单向网络。

    此外需要提醒，不要在2个broker之间重复配置duplex=true的网络链接。

<!-- broker0-broker1 -->
<networkConnector name="broker0-broker1" uri="static:(tcp://broker1:61616)" duplex="false" />

<!-- broker1-broker0 -->
<networkConnector name="broker1-broker0" uri="static:(tcp://broker0:61616)" duplex="false" />

 

    Advisory：

    ActiveMQ提供了“Advisory”机制，通常ActiveMQ内部将某些事件作为“advisory”在全局广播，比如destination的创建、consumer的加入、DLQ的产生等，这将额外的消耗极小的性能；我们可以在ActiveMQ的监控页面上看到影响的消息，开发者也可以View这些消息(通道名称以“ActiveMQ.Advisory.”开头)。对于分布式网络中的broker，将严重依赖“Advisory”，特别是“dynamic network”，我们建议无论如何都要开启它。（在一个broker上发生事件，都会以“通知”的方式发送给配置文件中指定的所有networkConnector）

<!-- 默认为true -->
<broker advisorySupport="true" ...>

 

    Dynamic networks：

    “动态网络”表明当remote Broker持有通道的消费者时，local Broker才会转发相应的消息；此时我们需要开启advisorySupport。当remote broker上有Consumer创建时，Advisory中将会广播消息，消息为ConsumerInfo类型，它将包括consumer所在的broker path，如果local broker与此path建立了networkConnector，那么此后local Broker将会启动响应的消息转发。

<networkConnector uri="static:(tcp://broker1:61616)">
  <dynamicallyIncludedDestinations>
    <queue physicalName="include.test.foo"/>
    <topic physicalName="include.test.bar"/>
  </dynamicallyIncludedDestinations>
</networkConnector>

 

    Static networks：

    相对于“动态网络”而言，“静态网络”将不依赖Advisory，在任何时候，即使remote Broker中没有相应的consumer，消息也将转发给remote Broker。为了支持这一特性，我们还需要“staticBridge=true”，此参数限定当前networkConnector将不使用advisory感知consumer变更，只关注staticallyIncludeDestinations中的通道。

<networkConnector uri="static:(tcp://broker1:61616)" staticBridge="true">
	<staticallyIncludedDestinations>
		<queue physicalName="always.include.queue"/>
	</staticallyIncludedDestinations>
</networkConnector>

 

    excludeDestinations：

    “排除” 指定的通道，这些通道中的消息将不会转发给remote Broker。在消息转发时或者Advisory中有consumer创建时，都会首先检测其通道是否在excludeDestinations中，如果在，则将不会与remote Broker建立此通道上的任何订阅关系；即使它也存在于staticallyIncludeDestinations或者dynamicIncludeDestinations中。

 

    Failover协议与分布式网络：

    我们可以在Client端使用failover协议，Client可以随机选择指定uri中的任何一个broker进行交互，当broker链接失效后，Client可以尝试重连或者尝试与其他Broker建立链接，failover协议与分布式网络搭配，不仅可以解决Client端故障转移，而且还能配合Broker端消息来实现Client全局负载均衡，让多个Client均衡的分布在多个Broker上。

<broker>
  ...
  <transportConnectors>
    <transportConnector name="openwire" uri="tcp://0.0.0.0:61616" updateClusterClients="true" rebalanceClusterClients="true" />
  </<transportConnectors>
  ...
</broker>

 

    在broker端，transportConnector上支持如下几个属性用来动态调整Client与Broker的链接情况：

    1) updateClusterClients：当网络中，broker节点失效或者broker加入集群，是否通知Client，默认为false；如果希望开启Client动态平衡，首先开启此参数。

    2) rebalanceClusterClients：当有新的Broker加入集群时，是否重新平衡Client链接，默认为false。建议开启为true，此后如果有新Broker加入，那么将有一部分Client断开链接并与新的Broker建立链接。

    3) updateClusterClientsOnRemove：当集群中有broker失效时，是否通知Client，默认为false；建议为true。

 

    当集群中Broker变动时，Client将会在链接上接收到通知，Client可以从通知中获取最新的broker列表。所以，Client甚至不需要配置所有的broker uri，只需要配置一个能够发送通知的broker uri即可(前提是这个broker首次链接必须可用)。

failover:(tcp://primary:61616)

 

    不过，我们还是希望尽可能的多配置几个broker url，以避免primary失效的问题。此外，关于failover协议的更多配置参数，可以参看：【failover协议】