MQ,究竟如何保证消息幂等?

架构师之路 2020-10-17 20:40
MQ的核心架构如何?
MQ核心架构,它由发送端、服务端、固化存储、接收端四大部分组成。

MQ如何保证消息必达?
MQ消息必达,架构上有两个核心设计点:
(1)消息落地;
(2)消息超时、重传、确认;
画外音:详见核心架构中的步骤1-6。

MQ消息重传,是否可能导致重复的消息?
有可能。

为保证消息的可达性,超时、重传、确认机制可能导致MQ、或者业务方收到重复的消息,从而对业务产生影响。

举个栗子:
购买会员卡,上游支付系统负责给用户扣款下游系统负责给用户发卡,通过MQ异步通知。不管是上半场的ACK丢失,导致MQ收到重复的消息,还是下半场ACK丢失,导致购卡系统收到重复的购卡通知,都可能出现,上游扣了一次钱,下游发了多张卡

为了避免对业务的影响,MQ如何保证幂等性?
MQ的幂等性,由两部分构成:
(1)MQ发送端,到MQ-server的幂等性(上半场);
(2)MQ-server,到MQ接收端的幂等性(下半场);
 
上半场消息发送,如何保证幂等性?
MQ消息发送上半场,即上图中的1-3:
(1)发送端MQ-client将消息发给服务端MQ-server;
(2)服务端MQ-server将消息落地;
(3)服务端MQ-server回ACK给发送端MQ-client;
如果3丢失,发送端MQ-client超时后会重发消息,可能导致服务端MQ-server收到重复消息
 
此时重发是MQ-client发起的,消息的处理是MQ-server,为了避免步骤2落地重复的消息,对每条消息,MQ系统内部必须生成一个inner-msg-id,作为去重和幂等的依据,这个内部消息ID的特性是:
(1)全局唯一;
(2)MQ生成,具备业务无关性,对消息发送方和消息接收方屏蔽;
 
有了这个inner-msg-id,就能保证上半场重发,也只有1条消息落到MQ-server的DB中,实现上半场幂等。
 
下半场消息发送,如何保证幂等性?
MQ消息发送下半场,即上图中的4-6:
(1)服务端MQ-server将消息发给接收端MQ-client;
(2)接收端MQ-client回ACK给服务端;
(3)服务端MQ-server将落地消息删除;
需要强调的是,接收端MQ-client回ACK给服务端MQ-server,是消息消费业务方的主动调用行为,不能由MQ-client自动发起,因为MQ系统不知道消费方什么时候真正消费成功。
如果5丢失,服务端MQ-server超时后会重发消息,可能导致MQ-client收到重复的消息
 
此时重发是MQ-server发起的消息的处理是消息消费业务方,消息重发势必导致业务方重复消费(上例中的一次付款,重复发卡),为了保证业务幂等性,业务消息体中,必须有一个biz-id,作为去重和幂等的依据,这个业务ID的特性是:
(1)对于同一个业务场景,全局唯一;
(2)由业务消息发送方生成,业务相关,对MQ透明;
(3)由业务消息消费方负责判重,以保证幂等;
 
最常见的业务ID有:支付ID,订单ID,帖子ID等。
 
具体到支付购卡场景,发送方必须将支付ID放到消息体中,消费方必须对同一个支付ID进行判重,保证购卡的幂等。
 
有了这个业务ID,才能够保证下半场消息消费业务方即使收到重复消息,也只有1条消息被消费,保证了幂等。
 
总结,MQ如何保证消息幂等?

首先,上半场幂等。
MQ-client生成inner-msg-id,保证上半场幂等
这个ID全局唯一,业务无关,由MQ保证。
 
然后,下半场幂等。
业务发送方带入biz-id,业务接收方去重保证幂等
这个ID对单业务唯一,业务相关,对MQ透明。

因此,幂等性,不仅对MQ有要求,对业务上下游也有要求。
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