面试官竟然问我消息队列为啥会丢失消息？幸亏我总结了全套八股文

一个挺着啤酒肚，身穿格子衫，发际线严重后移的中年男子，手拿着保温杯，胳膊夹着MacBook向你走来，看样子是架构师级别。

面试开始，直入正题。

面试官： 我看到你的简历上写着项目中用到了消息队列，还用的是kafka，你有遇到过消息队列丢失消息的情况吗？

我： [疑问] 消息队列还能丢失消息？那谁还用消息队列！你是不是搞错了？我没遇到过丢失消息的情况，也没考虑过这个问题。

面试官： 嗯...，小伙子，看来有些面试套路，你还是不太懂。今天面试就先到这里吧！给你的简历，我送你下楼。

我去！面试还有啥套路？
能不能少一点套路，多一点真诚！
难道都要去背一遍八股文才能参加面试？
好吧，我去瞅一眼一灯总结的面试八股文。

我： 消息队列发送消息和消费消息的过程，共分为三段，生产过程、服务端持久化过程、消费过程，如下图所示。

这三个过程都有可能弄丢消息。

面试官： 嗯，消息丢失的具体原因是什么？怎么防止丢失消息呢？

我： 我详细说一下这种情况：

一、生产过程丢失消息

丢失原因：一般可能是网络故障，导致消息没有发送出去。

解决方案：重发就行了。

由于kafka为了提高性能，采用了异步发送消息。我们只有获取到发送结果，才能确保消息发送成功。
有两个方案可以获取发送结果。

一种是kafka把发送结果封装在Future对象中，我可以使用Future的get方法同步阻塞获取结果。

Future<RecordMetadata> future = producer.send(new ProducerRecord<>(topic, message));
try {
    RecordMetadata recordMetadata = future.get();
    if (recordMetadata != null) {
        System.out.println("发送成功");
    }
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

另一种是使用kafka的callback函数获取返回结果。

producer.send(new ProducerRecord<>(topic, message), new Callback() {
    @Override
    public void onCompletion(RecordMetadata metadata, Exception exception) {
        if (exception == null) {
            System.out.println("发送成功");
        } else {
            System.out.println("发送失败");
        }
    }
});

如果发送失败了，有两种重试方案：

1. 手动重试
   在catch逻辑或else逻辑中，再调用一次send方法。如果还不成功怎么办？
   在数据库中建一张异常消息表，把失败消息存入表中，然后搞个异步任务重试，便于控制重试次数和间隔时间。

2. 自动重试
   kafka支持自动重试，设置参数如下，当集群Leader选举中或者Follower数量不足等原因返回失败时，就可以自动重试。

   # 设置重试次数为3
   retries = 3
   # 设置重试间隔为100ms
   retry.backoff.ms = 100

   一般我们不会用kafka自动重试，因为超过重试次数，还是会返回失败，还需要我们手动重试。

二、服务端持久化过程丢失消息

为了保证性能，kafka采用的是异步刷盘，当我们发送消息成功后，Broker节点在刷盘之前宕机了，就会导致消息丢失。

当然我们也可以设置刷盘频率：

# 设置每1000条消息刷一次盘
flush.messages = 1000
# 设置每秒刷一次盘
flush.ms = 1000

先普及一下kafka集群的架构模型：

kafka集群由多个broker组成，一个broker就是一个节点（机器）。
一个topic有多个partition（分区），每个partition分布在不同的broker上面，可以充分利用分布式机器性能，扩容时只需要加机器、加partition就行了。

一个partition又有多个replica（副本），有一个leader replica（主副本）和多个follower replica（从副本），这样设计是为了保证数据的安全性。

发送消息和消费消息都在leader上面，follower负责定时从leader上面拉取消息，只有follower从leader上面把这条消息拉取回来，才算生产者发送消息成功。

kafka为了加快持久化消息的性能，把性能较好的follower组成一个ISR列表（in-sync replica），把性能较差的follower组成一个OSR列表（out-of-sync replica），ISR+OSR=AR（assigned repllicas）。
如果某个follower一段时间没有向leader拉取消息，落后leader太多，就把它移出ISR，放到OSR之中。
如果某个follower追上了leader，又会把它重新放到ISR之中。
如果leader挂掉，就会从ISR之中选一个follower做leader。

为了提升持久化消息性能，我们可以进行一些设置：

# 如果follower超过一秒没有向leader拉取消息，就把它移出ISR列表
rerplica.lag.time.max.ms = 1000
# 如果follower落后leader一千条消息，就把它移出ISR列表
rerplica.lag.max.messages = 1000

# 至少保证ISR中有3个follower
min.insync.replicas = 3

# 异步消息，不需要leader确认，立即给生产者返回发送成功，丢失消息概率较大
asks = 0
# leader把消息写入本地日志中，不会等所有follower确认，就给生产者返回发送成功，小概率丢失消息
asks = 1
# leader需要所有ISR中follower确认，才给生产者返回发送成功，不会丢失消息
asks = -1 或者 asks = all

三、消费过程丢失消息

kafka中有个offset的概念，consumer从partition中拉取消息，consumer本地处理完成后需要commit一下offset，表示消费完成，下次就不会再拉取到这条消息。
所以我们需要关闭自动commit offset的配置，防止consumer拉到消息后，服务宕机，导致消息丢失。

enable.auto.commit = false

面试官： 还得是你，就你总结的全，我都想不那么全，明天来上班吧，薪资double。

本文知识点总结：

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