RocketMQ DLedger 的存储实现思路与 RocketMQ 的存储实现思路相似,本文就不再从源码角度详细剖析其实现,只是点出其实现关键点。我们不妨简单回顾一下 CommitLog 文件、ConsumeQueue 文件设计思想。
其文件组成形式如下: 正如上图所示,多个 commitlog 文件组成一个逻辑上的连续文件,使用 MappedFileQueue 表示,单个 commitlog 文件使用 MappedFile 表示。
温馨提示:如果想详细了解 RocketMQ 关于存储部分的讲解,可以关注笔者的《RocketMQ 技术内幕》一书。
1、DLedger 存储相关类图
1.1 DLedgerStore
存储抽象类,定义如下核心方法:
- public abstract DLedgerEntry appendAsLeader(DLedgerEntry entry) 向主节点追加日志(数据)。
- public abstract DLedgerEntry appendAsFollower(DLedgerEntry entry, long leaderTerm, String leaderId) 向从节点同步日志。
- public abstract DLedgerEntry get(Long index) 根据日志下标查找日志。
- public abstract long getCommittedIndex() 获取已提交的下标。
- public abstract long getLedgerEndTerm() 获取 Leader 当前最大的投票轮次。
- public abstract long getLedgerEndIndex() 获取 Leader 下一条日志写入的下标(最新日志的下标)。
- public abstract long getLedgerBeginIndex() 获取 Leader 第一条消息的下标。
- public void updateCommittedIndex(long term, long committedIndex) 更新commitedIndex的值,为空实现,由具体的存储子类实现。
- protected void updateLedgerEndIndexAndTerm() 更新 Leader 维护的 ledgerEndIndex 和 ledgerEndTerm 。
- public void flush() 刷写,空方法,由具体子类实现。
- public long truncate(DLedgerEntry entry, long leaderTerm, String leaderId) 删除日志,空方法,由具体子类实现。
- public void startup() 启动存储管理器,空方法,由具体子类实现。
- public void shutdown() 关闭存储管理器,空方法,由具体子类实现。
1.2 DLedgerMemoryStore
Dledger 基于内存实现的日志存储。
1.3 DLedgerMmapFileStore
基于文件内存映射机制的存储实现。其核心属性如下:
- long ledgerBeginIndex = -1 日志的起始索引,默认为 -1。 l- ong ledgerEndIndex = -1 下一条日志下标,默认为 -1。
- long committedIndex = -1 已提交的日志索引。
- long ledgerEndTerm 当前最大的投票轮次。
- DLedgerConfig dLedgerConfig DLedger 的配置信息。
- MemberState memberState 状态机。
- MmapFileList dataFileList 日志文件(数据文件)的内存映射Queue。
- MmapFileList indexFileList 索引文件的内存映射文件集合。(可对标 RocketMQ MappedFIleQueue )。
- ThreadLocal< ByteBuffer> localIndexBuffer 本地线程变量,用来缓存索引ByteBuffer。
- ThreadLocal< ByteBuffer> localEntryBuffer 本地线程变量,用来缓存数据索引ByteBuffer。
- FlushDataService flushDataService 数据文件刷盘线程。
- CleanSpaceService cleanSpaceService 清除过期日志文件线程。
- boolean isDiskFull = false 磁盘是否已满。
- long lastCheckPointTimeMs 上一次检测点(时间戳)。
- AtomicBoolean hasLoaded 是否已经加载,主要用来避免重复加载(初始化)日志文件。
- AtomicBoolean hasRecovered 是否已恢复。
2、DLedger 存储 对标 RocketMQ 存储
存储部分主要包含存储映射文件、消息存储格式、刷盘、文件加载与文件恢复、过期文件删除等,由于这些内容在 RocketMQ 存储部分都已详细介绍,故本文点到为止,其对应的参考映射如下: 在 RocketMQ 中使用 MappedFile 来表示一个物理文件,而在 DLedger 中使用 DefaultMmapFIle 来表示一个物理文件。
在 RocketMQ 中使用 MappedFile 来表示多个物理文件(逻辑上连续),而在 DLedger 中则使用MmapFileList。
在 RocketMQ 中使用 DefaultMessageStore 来封装存储逻辑,而在 DLedger 中则使用DLedgerMmapFileStore来封装存储逻辑。
在 RocketMQ 中使用 Commitlog$FlushCommitLogService 来实现 commitlog 文件的刷盘,而在 DLedger 中则使用DLedgerMmapFileStore$FlushDataService来实现文件刷盘。
在 RocketMQ 中使用 DefaultMessageStore$CleanCommitlogService 来实现 commitlog 过期文件的删除,而 DLedger 中则使用 DLedgerMmapFileStore$CleanSpaceService来实现。
由于其实现原理相同,上述部分已经在《RocketMQ 技术内幕》第4章中详细剖析,故这里就不重复分析了。
3、DLedger 数据存储格式
存储格式字段的含义如下:
- magic 魔数,4字节。
- size 条目总长度,包含 Header(协议头) + 消息体,占4字节。
- entryIndex 当前条目的 index,占8字节。
- entryTerm 当前条目所属的 投票轮次,占8字节。
- pos 该条目的物理偏移量,类似于 commitlog 文件的物理偏移量,占8字节。
- channel 保留字段,当前版本未使用,占4字节。
- chain crc 当前版本未使用,占4字节。
- body crc body 的 CRC 校验和,用来区分数据是否损坏,占4字节。
- body size 用来存储 body 的长度,占4个字节。
- body 具体消息的内容。
源码参考点:DLedgerMmapFileStore#recover、DLedgerEntry、DLedgerEntryCoder。
4、DLedger 索引存储格式
即一个索引条目占32个字节。
5、思考
DLedger 存储相关就介绍到这里,为了与大家增加互动,特提出如下两个思考题,欢迎与作者互动,这些问题将在该系列的后面文章专题探讨。
1、DLedger 如果整合 RocketMQ 中的 commitlog 文件,使之支持多副本? 2、从老版本如何升级到新版本,需要考虑哪些因素呢?