ActiveMQ的消息持久化機制

爲了不意外宕機之後丟失信息，須要作到重啓後能夠恢復消息隊列，消息系統通常都會採用持久化機制。

ActiveMQ的消息持久化機制有JDBC，AMQ，KahaDB和LevelDB，不管使用哪一種持久化方式，消息的存儲邏輯都是一致的。

就是在發送者將消息發送出去後，消息中心首先將消息存儲到本地數據文件、內存數據庫或者遠程數據庫等，而後試圖將消息發送給接收者，發送成功則將消息從存儲中刪除，失敗則繼續嘗試。

消息中心啓動之後首先要檢查指定的存儲位置，若是有未發送成功的消息，則須要把消息發送出去。

1. JDBC持久化方式

使用JDBC持久化方式，數據庫會建立3個表：activemq_msgs，activemq_acks和activemq_lock。
activemq_msgs用於存儲消息，Queue和Topic都存儲在這個表中。

（1）配置方式

配置持久化的方式，都是修改安裝目錄下conf/acticvemq.xml文件，

首先定義一個mysql-ds的MySQL數據源，而後在persistenceAdapter節點中配置jdbcPersistenceAdapter而且引用剛纔定義的數據源。

<persistenceAdapter> 
    <jdbcPersistenceAdapter dataSource="#mysql-ds" createTablesOnStartup="false" /> 
</persistenceAdapter>

dataSource指定持久化數據庫的bean，createTablesOnStartup是否在啓動的時候建立數據表，默認值是true，這樣每次啓動都會去建立數據表了，通常是第一次啓動的時候設置爲true，以後改爲false。
使用MySQL配置JDBC持久化:

<beans>
    <broker brokerName="test-broker" persistent="true" xmlns="http://activemq.apache.org/schema/core">
        <persistenceAdapter>
            <jdbcPersistenceAdapter dataSource="#mysql-ds" createTablesOnStartup="false"/>
        </persistenceAdapter>
    </broker>
    <bean id="mysql-ds" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
        <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost/activemq?relaxAutoCommit=true"/>
        <property name="username" value="activemq"/>
        <property name="password" value="activemq"/>
        <property name="maxActive" value="200"/>
        <property name="poolPreparedStatements" value="true"/>
    </bean>
</beans>

（2）數據庫表信息
activemq_msgs用於存儲消息，Queue和Topic都存儲在這個表中：
ID：自增的數據庫主鍵
CONTAINER：消息的Destination
MSGID_PROD：消息發送者客戶端的主鍵
MSG_SEQ：是發送消息的順序，MSGID_PROD+MSG_SEQ能夠組成JMS的MessageID
EXPIRATION：消息的過時時間，存儲的是從1970-01-01到如今的毫秒數
MSG：消息本體的Java序列化對象的二進制數據
PRIORITY：優先級，從0-9，數值越大優先級越高

activemq_acks用於存儲訂閱關係。若是是持久化Topic，訂閱者和服務器的訂閱關係在這個表保存：
主要的數據庫字段以下：
CONTAINER：消息的Destination
SUB_DEST：若是是使用Static集羣，這個字段會有集羣其餘系統的信息
CLIENT_ID：每一個訂閱者都必須有一個惟一的客戶端ID用以區分
SUB_NAME：訂閱者名稱
SELECTOR：選擇器，能夠選擇只消費知足條件的消息。條件能夠用自定義屬性實現，可支持多屬性AND和OR操做
LAST_ACKED_ID：記錄消費過的消息的ID。

表activemq_lock在集羣環境中才有用，只有一個Broker能夠得到消息，稱爲Master Broker，
其餘的只能做爲備份等待Master Broker不可用，纔可能成爲下一個Master Broker。
這個表用於記錄哪一個Broker是當前的Master Broker。

2. AMQ方式

性能高於JDBC，寫入消息時，會將消息寫入日誌文件，因爲是順序追加寫，性能很高。爲了提高性能，建立消息主鍵索引，而且提供緩存機制，進一步提高性能。每一個日誌文件的大小都是有限制的（默認32m，可自行配置）。
當超過這個大小，系統會從新創建一個文件。當全部的消息都消費完成，系統會刪除這個文件或者歸檔（取決於配置）。
主要的缺點是AMQ Message會爲每個Destination建立一個索引，若是使用了大量的Queue，索引文件的大小會佔用不少磁盤空間。
並且因爲索引巨大，一旦Broker崩潰，重建索引的速度會很是慢。

配置片斷以下：

<persistenceAdapter>
     <amqPersistenceAdapter directory="${activemq.data}/activemq-data" maxFileLength="32mb"/>
</persistenceAdapter>

3. KahaDB方式

KahaDB是從ActiveMQ 5.4開始默認的持久化插件，也是咱們項目如今使用的持久化方式。

KahaDb恢復時間遠遠小於其前身AMQ而且使用更少的數據文件，因此能夠徹底代替AMQ。
kahaDB的持久化機制一樣是基於日誌文件，索引和緩存。

配置方式：

<persistenceAdapter>
    <kahaDB directory="${activemq.data}/activemq-data" journalMaxFileLength="16mb"/>
</persistenceAdapter>
directory : 指定持久化消息的存儲目錄
journalMaxFileLength : 指定保存消息的日誌文件大小，具體根據你的實際應用配置 

（1）KahaDB主要特性
一、日誌形式存儲消息；
二、消息索引以B-Tree結構存儲，能夠快速更新；
三、徹底支持JMS事務；
四、支持多種恢復機制；

（2）KahaDB的結構

消息存儲在基於文件的數據日誌中。若是消息發送成功，變標記爲可刪除的。系統會週期性的清除或者歸檔日誌文件。
消息文件的位置索引存儲在內存中，這樣能快速定位到。按期將內存中的消息索引保存到metadata store中，避免大量消息未發送時，消息索引佔用過多內存空間。

Data logs：
Data logs用於存儲消息日誌，消息的所有內容都在Data logs中。
同AMQ同樣，一個Data logs文件大小超過規定的最大值，會新建一個文件。一樣是文件尾部追加，寫入性能很快。
每一個消息在Data logs中有計數引用，因此當一個文件裏全部的消息都不須要了，系統會自動刪除文件或放入歸檔文件夾。

Metadata cache ：
緩存用於存放在線消費者的消息。若是消費者已經快速的消費完成，那麼這些消息就不須要再寫入磁盤了。
Btree索引會根據MessageID建立索引，用於快速的查找消息。這個索引一樣維護持久化訂閱者與Destination的關係，以及每一個消費者消費消息的指針。

Metadata store 
在db.data文件中保存消息日誌中消息的元數據，也是以B-Tree結構存儲的，定時從Metadata cache更新數據。Metadata store中也會備份一些在消息日誌中存在的信息，這樣可讓Broker實例快速啓動。
即使metadata store文件被破壞或者誤刪除了。broker能夠讀取Data logs恢復過來，只是速度會相對較慢些。

4.LevelDB方式

從ActiveMQ 5.6版本以後，又推出了LevelDB的持久化引擎。目前默認的持久化方式仍然是KahaDB，不過LevelDB持久化性能高於KahaDB，多是之後的趨勢。在ActiveMQ 5.9版本提供了基於LevelDB和Zookeeper的數據複製方式，用於Master-slave方式的首選數據複製方案。