作业描述

基于消息队列实战部分内容，完成消息队列架构设计文档

【作业要求】 

1）基于模块 3 第 5 课备选架构 2“自研集群 + MySQL 存储”写出完整的架构设计文档

2）注意不是备选架构文档，而是最终落地的详细架构设计文档

3）细节部分自己尽量想一下实现方案，如果想不出来可以留着

【提示】

1. 架构设计文档是完整的文档（Word 或者语雀文档之类的都可以），而不是 PPT

2. 架构文档涵盖的内容请参考模块 3 第 4 课，详细架构设计主要内容参考模块 3 第 6 课

3. 课程 PPT 上的一些文字可以直接拷贝到文档中

4. 架构文档模板可以参考： https://xie.infoq.cn/article/a1c01e8f55c81b36a787f9f5b
   

架构设计文档

前言

本文主要秒撒游戏业务消息队列中间件详细架构设计文档，用于指导消息队列后续的开发、测试和运维。

词汇表

Reactor: 网络编程模式

Netty: 开源的网络编程框架

Mysql: 开源关系型数据库

1. 业务背景

2014 年左右，游戏业务发展很快，系统也越来越多，系统间协作的效率很低，例如：

【新版本发布了】

1. 游戏厂家更新游戏版本后，运营人员获取最新的游戏包，更新版本信息，然后上传包

到包管理系统打测试包，运营人员进行基本测试。运营子系统通知论坛有新的包将要

发布，进行预热。

2. 测试完成后，运营管理子系统要通知包管理系统进行打包

3. 游戏准点正式发布的时候，运营子系统要通知 App、Web 站点等即时更新到新版本

【玩家充钱了】

1. 玩家进行充值，充值完成后充值子系统通知 VIP 子系统；

2. VIP 子系统判断玩家等级，达到 VIP 后，等级子系统要通知福利子系统进行奖品发

放，要通知客服子系统安排专属服务人员，要通知商品子系统进行商品打折处理……

等级子系统的开发人员也是不胜其烦。

2. 约束和限制

1. 目前整个业务系统是单机房部署，没有双机房。

2. 系统的需要嵌入到已有运维体系，且维护成本不能太高

1 可用性：业务优先考虑可用性，丢消息对业务影响严重

2 可维护性：各种维护操作要方便，例如收发消息情况、权限控制、上下线等

3 成本：开发成本不能太高

高性能 不需要高性能，游戏新版本发布和 VIP 充值的消息并不多

高可用 需要，游戏版本发布和 VIP 都是高优先级业务

可扩展 不需要，消息队列的功能基本明确，无需扩展

成本 开发投入人力和时间不能太长

3. 总体架构

3.1 总体架构

1. Java 语言编写消息队列服务器。

2. 消息存储采用 MySQL。

3. 采用数据分散集群的架构，集群中的服务器进行分组，每个分组存储一部分消息数据。

4. SDK 轮询服务器进行消息写入。

5. SDK 轮询服务器进行消息读取。

6. MySQL 双机保证消息尽量不丢。

7. 使用 Netty 自定义消息格式，并且支持 HTTP 接口。

4. 详细设计

4.1 核心功能

4.1.1 消息发送流程

1. 消息队列系统设计两个角色:生产者和消费者，每个角色都有唯一的名称。

2. 消息队列系统提供 SDK 供各业务系统调用，SDK 从配置中读取所有消息队列系统的服务器信息，SDK 采取轮询算法发起消息写入请求给

主服务器。

3. 如果某个主服务器无响应或者返回错误，SDK 将发起请求发送到下一台主服务，相当于在客户端实现了分片的功能

4.1.2 消息消费流程

1.消息队列系统提供 SDK 供各业务系统调用，SDK 从配置中读取所有消息队列系统的服务器信息，轮流向所有服务器发起消息读取请求。

2.消息队列服务器需要记录每个消费者的消费状态，即当前消费者已经读取到了哪条消息，当收到消息读取请求时，返回下一条未被读

取的消息给消费者。

3.默认情况下主服务器提供读写服务，当主服务器挂掉后，从服务器提供读消息服务

4.1.3 主从切换流程

1. 同一组的主从服务器配置相同的 group 名称，在 ZooKeeper 建立对应的 PERSISENT 节点

2. 主从服务器启动后，在 ZooKeeper 对应的 group 节点下建立 EPHEMERAL 节点，名称分为为 master 和 slave

3. 从服务器 watch 主服务器的 master 节点状态，当 master 节点超时被删除后，从服务器接管读消息，收到客户端 SDK 的读消息请求后返回消息，收到客户端 SDK 的写请求直接拒绝。

4.2 关键设计

[必选，描述系统的一些关键设计点是如何实现和取舍的]

[样例（如果你有兴趣，可以对比一下 kafka 的文档：Kafka design）：

1）消息发送可靠性

业务服务器中嵌入消息队列系统提供的 SDK，SDK 支持轮询发送消息，当某个分组的主服务器无法发送消息时，SDK 挑选下一个分组主服务器重发消息，依次尝试所有主服务器直到发送成功；如果全部主服务器都无法发送，SDK 可以缓存消息，也可以直接丢弃消息，具体策略可以在启动 SDK 的时候通过配置指定。

如果 SDK 缓存了一些消息未发送，此时恰好业务服务器又重启，则所有缓存的消息将永久丢失，这种情况 SDK 不做处理，业务方需要针对某些非常关键的消息自己实现永久存储的功能。

2）消息存储可靠性

消息存储在 MySQL 中，每个分组有一主一备两台 MySQL 服务器，MySQL 服务器之间复制消息以保证消息存储高可用。如果主备间出现复制延迟，恰好此时 MySQL 主服务器宕机导致数据无法恢复，则部分消息会永久丢失，这种情况不做针对性设计，DBA 需要对主备间的复制延迟进行监控，当复制延迟超过 30 秒的时候需要及时告警并进行处理。

3）消息如何存储

每个消息队列对应一个 MySQL 表，消息队列名就是表名，表结构设计为……(此处请自行补充）

]

[技巧：常见的关键设计点包括高性能、高可用、可扩展、安全等]

4.3 设计规范

[必选，描述 Role 和 Relation 相关的开发框架、连接协议、数据包格式等]

[样例：

1）消息队列服务器使用 Spring Boot + Netty 开发

2）MySQL 使用 Innodb 存储引擎

3）TCP 包的结构设计……（此处省略，请自行补充）

]

[技巧：如果某个规范涉及内容比较多，请独立章节描述，例如数据包格式定义]

5. 质量设计

[必选，描述和质量相关的设计，包括：可测试性、可维护性、可观测性、成本等设计]

[样例：

5.1 消息队列管理后台

5.2 成本

]

[技巧：如果某个维度不涉及，也请在文档中说明，避免评审的时候被认为考虑不周全]

6. 演进规划

[必选，可以是演进规划，也可以是项目计划，需要描述每个里程碑或者版本具体要实现的能力]

[样例：

6.1 消息队列一期

6.2 消息队列二期

]

[技巧：开发阶段快速迭代，小步快跑，但要基本完善后才能正式推出给其他人用]