面试题：消息队列RocketMQ如何保证消息的顺序性

Question

在RocketMQ架构下，从生产者发送消息、Broker存储转发到消费者消费消息这一完整链路中，分析RocketMQ是怎样确保消息顺序性的，以及其实现机制的优缺点。

Answer 1

消息顺序性确保方式

1. 生产者端：
   • 生产者通过选择特定的消息队列（Message Queue）来发送消息，同一个业务逻辑相关的消息发送到同一个队列。RocketMQ 提供了 MessageQueueSelector 接口，生产者可以实现该接口，根据业务标识（如订单号等）计算出要发送到的队列，从而保证相关消息进入同一队列。例如，对于订单相关的消息，按照订单号进行哈希取模运算，映射到特定队列，这样与该订单相关的消息就会按顺序进入同一个队列。
2. Broker 端：
   • Broker 对于每个队列的消息是按顺序存储的。当生产者发送消息到队列后，Broker 会将消息追加到队列尾部，保持消息进入队列的顺序。例如，队列 A 先后收到消息 M1、M2、M3，在 Broker 存储时，M1 在最前，M2 次之，M3 在最后。
   • 当消费者拉取消息时，Broker 也是按顺序从队列中取出消息发送给消费者。
3. 消费者端：
   • 消费者默认是多线程消费，但如果要保证消息顺序性，需要使用顺序消费模式。在顺序消费模式下，消费者会单线程消费同一个队列的消息，确保按照消息进入队列的顺序进行消费。例如，消费者从队列中拉取到消息 M1、M2、M3，会先消费 M1，再消费 M2，最后消费 M3。

实现机制优点

1. 保证业务一致性：在一些对顺序敏感的业务场景，如订单处理流程（下单、支付、发货等顺序步骤），确保消息顺序性能够保证业务流程的正确性和一致性，避免出现业务混乱。
2. 实现相对简单：通过在生产者端选择队列，Broker 按队列顺序存储和转发，消费者端单线程消费队列消息，这种机制在设计和实现上相对较为直观和简单，易于理解和维护。
3. 性能尚可：在局部顺序性要求下（即同一队列内顺序），由于队列之间可以并行处理，在高并发场景下仍能保持较好的性能，适用于很多实际业务场景。

实现机制缺点

1. 消费性能受限：消费者端为了保证顺序性采用单线程消费队列消息，在高并发情况下，单线程消费速度有限，可能成为性能瓶颈，无法充分利用多核 CPU 的优势，导致整体消费效率较低。
2. 生产者负载不均：如果生产者按照特定业务标识选择队列，可能会导致某些队列消息堆积严重，而其他队列空闲，造成 Broker 负载不均衡，影响整体系统性能。
3. 集群扩展性问题：在集群环境下，当需要对 Broker 集群进行扩展时，由于消息已经按照特定规则分布在原有队列中，重新分配队列可能会破坏消息顺序性，需要复杂的迁移和调整策略。