AcitveMQ是作爲一種消息存儲和分發組件，涉及到client與broker端數據交互的方方面面，它不僅要擔保消息的存儲安全性，還要提供額外的手段來確保消息的分發是可靠的。
一. ActiveMQ消息傳送機制
Producer客戶端使用來發送消息的， Consumer客戶端用來消費消息；它們的協同中心就是ActiveMQ broker,broker也是讓producer和consumer調用過程解耦的工具，最終實現了異步RPC/數據交換的功能。隨着ActiveMQ的不斷髮展，支持了越來越多的特性，也解決開發者在各種場景下使用ActiveMQ的需求。比如producer支持異步調用；使用flow control機制讓broker協同consumer的消費速率；consumer端可以使用prefetchACK來最大化消息消費的速率；提供"重發策略"等來提高消息的安全性等。在此我們不詳細介紹。
一條消息的生命週期如下:
圖片中簡單的描述了一條消息的生命週期,不過在不同的架構環境中,message的流動行可能更加複雜.將在稍後有關broker的架構中詳解..一條消息從producer端發出之後，一旦被broker正確保存，那麼它將會被consumer消費，然後ACK，broker端纔會刪除；不過當消息過期或者存儲設備溢出時，也會終結它。
這是一張很複雜，而且有些凌亂的圖片；這張圖片中簡單的描述了:1)producer端如何發送消息 2) consumer端如何消費消息 3) broker端如何調度。如果用文字來描述圖示中的概念，恐怕一言難盡。圖示中，提及到prefetchAck，以及消息同步、異步發送的基本邏輯；這對你瞭解下文中的ACK機制將有很大的幫助。
二. optimizeACK
"可優化的ACK"，這是ActiveMQ對於consumer在消息消費時，對消息ACK的優化選項，也是consumer端最重要的優化參數之一，你可以通過如下方式開啓:
1) 在brokerUrl中增加如下查詢字符串：
2) 在destinationUri中，增加如下查詢字符串：
我們需要在brokerUrl指定optimizeACK選項，在destinationUri中指定prefetchSize(預獲取)選項，其中brokerUrl參數選項是全局的，即當前factory下所有的connection/session/consumer都會默認使用這些值；而destinationUri中的選項，只會在使用此destination的consumer實例中有效；如果同時指定，brokerUrl中的參數選項值將會被覆蓋。optimizeAck表示是否開啓“優化ACK”，只有在爲true的情況下，prefetchSize(下文中將會簡寫成prefetch)以及optimizeAcknowledgeTimeout參數纔會有意義。此處需要注意"optimizeAcknowledgeTimeout"選項只能在brokerUrl中配置。
prefetch值建議在destinationUri中指定，因爲在brokerUrl中指定比較繁瑣；在brokerUrl中，queuePrefetchSize和topicPrefetchSize都需要單獨設定："&jms.prefetchPolicy.queuePrefetch=12&jms.prefetchPolicy.topicPrefetch=12"等來逐個指定。
如果prefetchACK爲true，那麼prefetch必須大於0；當prefetchACK爲false時，你可以指定prefetch爲0以及任意大小的正數。不過，當prefetch=0是，表示consumer將使用PULL(拉取)的方式從broker端獲取消息，broker端將不會主動push消息給client端，直到client端發送PullCommand時；當prefetch>0時，就開啓了broker push模式，此後只要當client端消費且ACK了一定的消息之後，會立即push給client端多條消息。
當consumer端使用receive()方法同步獲取消息時，prefetch可以爲0和任意正值；當prefetch=0時，那麼receive()方法將會首先發送一個PULL指令並阻塞，直到broker端返回消息爲止，這也意味着消息只能逐個獲取(類似於Request<->Response)，這也是Activemq中PULL消息模式；當prefetch > 0時，broker端將會批量push給client 一定數量的消息(<= prefetch),client端會把這些消息(unconsumedMessage)放入到本地的隊列中，只要此隊列有消息，那麼receive方法將會立即返回，當一定量的消息ACK之後，broker端會繼續批量push消息給client端。
當consumer端使用MessageListener異步獲取消息時，這就需要開發設定的prefetch值必須 >=1,即至少爲1；在異步消費消息模式中，設定prefetch=0,是相悖的，也將獲得一個Exception。
此外，我們還可以brokerUrl中配置“redelivery”策略，比如當一條消息處理異常時，broker端可以重發的最大次數；和下文中提到REDELIVERED_ACK_TYPE互相協同。當消息需要broker端重發時，consumer會首先在本地的“deliveredMessage隊列”(Consumer已經接收但還未確認的消息隊列)刪除它，然後向broker發送“REDELIVERED_ACK_TYPE”類型的確認指令，broker將會把指令中指定的消息重新添加到pendingQueue(亟待發送給consumer的消息隊列)中，直到合適的時機，再次push給client。
到目前爲止，或許你知道了optimizeACK和prefeth的大概意義，不過我們可能還會有些疑惑！！optimizeACK和prefetch配合，將會達成一個高效的消息消費模型：批量獲取消息，並“延遲”確認(ACK)。prefetch表達了“批量獲取”消息的語義，broker端主動的批量push多條消息給client端，總比client多次發送PULL指令然後broker返回一條消息的方式要優秀很多，它不僅減少了client端在獲取消息時阻塞的次數和阻塞的時間，還能夠大大的減少網絡開支。optimizeACK表達了“延遲確認”的語義(ACK時機)，client端在消費消息後暫且不發送ACK，而是把它緩存下來(pendingACK)，等到這些消息的條數達到一定閥值時，只需要通過一個ACK指令把它們全部確認；這比對每條消息都逐個確認，在性能上要提高很多。由此可見，prefetch優化了消息傳送的性能，optimizeACK優化了消息確認的性能。
當consumer端消息消費的速率很高(相對於producer生產消息)，而且消息的數量也很大時(比如消息源源不斷的生產)，我們使用optimizeACK + prefetch將會極大的提升consumer的性能。不過反過來：
1) 如果consumer端消費速度很慢(對消息的處理是耗時的)，過大的prefetchSize，並不能有效的提升性能，反而不利於consumer端的負載均衡(只針對queue)；按照良好的設計準則，當consumer消費速度很慢時，我們通常會部署多個consumer客戶端，並使用較小的prefetch，同時關閉optimizeACK，可以讓消息在多個consumer間“負載均衡”(即均勻的發送給每個consumer)；如果較大的prefetchSize，將會導致broker一次性push給client大量的消息，但是這些消息需要很久才能ACK(消息積壓)，而且在client故障時，還會導致這些消息的重發。
2) 如果consumer端消費速度很快，但是producer端生成消息的速率較慢，比如生產者10秒鐘生成10條消息，但是consumer一秒就能消費完畢，而且我們還部署了多個consumer！！這種場景下，建議開啓optimizeACK，但是需要設置較小的prefetchSize；這樣可以保證每個consumer都能有"活幹"，否則將會出現一個consumer非常忙碌，但是其他consumer幾乎收不到消息。
3) 如果消息很重要，特別是不原因接收到”redelivery“的消息，那麼我們需要將optimizeACK=false，prefetchSize=1
既然optimizeACK是”延遲“確認，那麼就引入一種潛在的風險：在消息被消費之後還沒有來得及確認時，client端發生故障，那麼這些消息就有可能會被重新發送給其他consumer，那麼這種風險就需要client端能夠容忍“重複”消息。
prefetch值默認爲1000，當然這個值可能在很多場景下是偏大的；我們暫且不考慮ACK_MODE(參見下文)，通常情況下，我們只需要簡單的統計出單個consumer每秒的最大消費消息數即可，比如一個consumer每秒可以處理100個消息，我們期望consumer端每2秒確認一次，那麼我們的prefetchSize可以設置爲100 * 2 /0.65大概爲300。無論如何設定此值，client持有的消息條數最大爲：prefetch + “DELIVERED_ACK_TYPE消息條數”(DELIVERED_ACK_TYPE參見下文)
即使當optimizeACK爲true，也只會當session的ACK_MODE爲AUTO_ACKNOWLEDGE時纔會生效，即在其他類型的ACK_MODE時consumer端仍然不會“延遲確認”，即:
當consumer.optimizeACK有效時，如果客戶端已經消費但尚未確認的消息(deliveredMessage)達到prefetch * 0.65，consumer端將會自動進行ACK；同時如果離上一次ACK的時間間隔，已經超過"optimizeAcknowledgeTimout"毫秒，也會導致自動進行ACK。
此外簡單的補充一下，批量確認消息時，只需要在ACK指令中指明“firstMessageId”和“lastMessageId”即可，即消息區間，那麼broker端就知道此consumer(根據consumerId識別)需要確認哪些消息。
三. ACK模式與類型介紹
JMS API中約定了Client端可以使用四種ACK_MODE,在javax.jms.Session接口中:
- AUTO_ACKNOWLEDGE = 1 自動確認
- CLIENT_ACKNOWLEDGE = 2 客戶端手動確認
- DUPS_OK_ACKNOWLEDGE = 3 自動批量確認
- SESSION_TRANSACTED = 0 事務提交併確認
此外AcitveMQ補充了一個自定義的ACK_MODE:
- INDIVIDUAL_ACKNOWLEDGE = 4 單條消息確認
我們在開發JMS應用程序的時候,會經常使用到上述ACK_MODE,其中"INDIVIDUAL_ACKNOWLEDGE "只有ActiveMQ支持,當然開發者也可以使用它. ACK_MODE描述了Consumer與broker確認消息的方式(時機),比如當消息被Consumer接收之後,Consumer將在何時確認消息。對於broker而言，只有接收到ACK指令,纔會認爲消息被正確的接收或者處理成功了,通過ACK，可以在consumer與Broker之間建立一種簡單的“擔保”機制.
Client端指定了ACK_MODE,但是在Client與broker在交換ACK指令的時候,還需要告知ACK_TYPE,ACK_TYPE表示此確認指令的類型，不同的ACK_TYPE將傳遞着消息的狀態，broker可以根據不同的ACK_TYPE對消息進行不同的操作。
比如Consumer消費消息時出現異常,就需要向broker發送ACK指令,ACK_TYPE爲"REDELIVERED_ACK_TYPE",那麼broker就會重新發送此消息。在JMS API中並沒有定義ACT_TYPE,因爲它通常是一種內部機制,並不會面向開發者。ActiveMQ中定義瞭如下幾種ACK_TYPE(參看MessageAck類):
- DELIVERED_ACK_TYPE = 0 消息"已接收"，但尚未處理結束
- STANDARD_ACK_TYPE = 2 "標準"類型,通常表示爲消息"處理成功"，broker端可以刪除消息了
- POSION_ACK_TYPE = 1 消息"錯誤",通常表示"拋棄"此消息，比如消息重發多次後，都無法正確處理時，消息將會被刪除或者DLQ(死信隊列)
- REDELIVERED_ACK_TYPE = 3 消息需"重發"，比如consumer處理消息時拋出了異常，broker稍後會重新發送此消息
- INDIVIDUAL_ACK_TYPE = 4 表示只確認"單條消息",無論在任何ACK_MODE下
- UNMATCHED_ACK_TYPE = 5 BROKER間轉發消息時,接收端"拒絕"消息
到目前爲止,我們已經清楚了大概的原理: Client端在不同的ACK_MODE時,將意味着在不同的時機發送ACK指令,每個ACK Command中會包含ACK_TYPE,那麼broker端就可以根據ACK_TYPE來決定此消息的後續操作. 接下來,我們詳細的分析ACK_MODE與ACK_TYPE.
我們需要在創建Session時指定ACK_MODE,由此可見,ACK_MODE將是session共享的,意味着一個session下所有的 consumer都使用同一種ACK_MODE。在創建Session時,開發者不能指定除ACK_MODE列表之外的其他值.如果此session爲事務類型,用戶指定的ACK_MODE將被忽略,而強制使用"SESSION_TRANSACTED"類型;如果session非事務類型時,也將不能將 ACK_MODE設定爲"SESSION_TRANSACTED",畢竟這是相悖的.
Consumer消費消息的風格有2種: 同步/異步..使用consumer.receive()就是同步，使用messageListener就是異步；在同一個consumer中，我們不能使用使用這2種風格，比如在使用listener的情況下，當調用receive()方法將會獲得一個Exception。兩種風格下，消息確認時機有所不同。
"同步"僞代碼：
同步調用時，在消息從receive方法返回之前，就已經調用了ACK；因此如果Client端沒有處理成功，此消息將丟失(可能重發，與ACK_MODE有關)。
"異步"僞代碼：
基於異步調用時，消息的確認是在onMessage方法返回之後，如果onMessage方法異常，會導致消息重發。
四. ACK_MODE詳解
AUTO_ACKNOWLEDGE : 自動確認,這就意味着消息的確認時機將有consumer擇機確認."擇機確認"似乎充滿了不確定性,這也意味着,開發者必須明確知道"擇機確認"的具體時機,否則將有可能導致消息的丟失,或者消息的重複接受.那麼在ActiveMQ中,AUTO_ACKNOWLEDGE是如何運作的呢?
1) 對於consumer而言，optimizeAcknowledge屬性只會在AUTO_ACK模式下有效。
2) 其中DUPS_ACKNOWLEGE也是一種潛在的AUTO_ACK,只是確認消息的條數和時間上有所不同。
3) 在“同步”(receive)方法返回message之前,會檢測optimizeACK選項是否開啓，如果沒有開啓，此單條消息將立即確認，所以在這種情況下，message返回之後，如果開發者在處理message過程中出現異常，會導致此消息也不會redelivery,即"潛在的消息丟失"；如果開啓了optimizeACK，則會在unAck數量達到prefetch * 0.65時確認，當然我們可以指定prefetchSize = 1來實現逐條消息確認。
4) 在"異步"(messageListener)方式中,將會首先調用listener.onMessage(message),此後再ACK,如果onMessage方法異常,將導致client端補充發送一個ACK_TYPE爲REDELIVERED_ACK_TYPE確認指令；如果onMessage方法正常,消息將會正常確認(STANDARD_ACK_TYPE)。此外需要注意，消息的重發次數是有限制的，每條消息中都會包含“redeliveryCounter”計數器，用來表示此消息已經被重發的次數，如果重發次數達到閥值，將會導致發送一個ACK_TYPE爲POSION_ACK_TYPE確認指令,這就導致broker端認爲此消息無法消費,此消息將會被刪除或者遷移到"dead letter"通道中。
因此當我們使用messageListener方式消費消息時，通常建議在onMessage方法中使用try-catch,這樣可以在處理消息出錯時記錄一些信息，而不是讓consumer不斷去重發消息；如果你沒有使用try-catch,就有可能會因爲異常而導致消息重複接收的問題,需要注意你的onMessage方法中邏輯是否能夠兼容對重複消息的判斷。
CLIENT_ACKNOWLEDGE : 客戶端手動確認，這就意味着AcitveMQ將不會“自作主張”的爲你ACK任何消息，開發者需要自己擇機確認。在此模式下，開發者需要需要關注幾個方法：1) message.acknowledge()，2) ActiveMQMessageConsumer.acknowledege()，3) ActiveMQSession.acknowledge()；其1)和3)是等效的，將當前session中所有consumer中尚未ACK的消息都一起確認，2)只會對當前consumer中那些尚未確認的消息進行確認。開發者可以在合適的時機必須調用一次上述方法。
我們通常會在基於Group(消息分組)情況下會使用CLIENT_ACKNOWLEDGE，我們將在一個group的消息序列接受完畢之後確認消息(組)；不過當你認爲消息很重要，只有當消息被正確處理之後才能確認時，也很可以使用此ACK_MODE。
如果開發者忘記調用acknowledge方法，將會導致當consumer重啓後，會接受到重複消息，因爲對於broker而言，那些尚未真正ACK的消息被視爲“未消費”。
開發者可以在當前消息處理成功之後，立即調用message.acknowledge()方法來"逐個"確認消息，這樣可以儘可能的減少因網絡故障而導致消息重發的個數；當然也可以處理多條消息之後，間歇性的調用acknowledge方法來一次確認多條消息，減少ack的次數來提升consumer的效率，不過這仍然是一個利弊權衡的問題。
除了message.acknowledge()方法之外，ActiveMQMessageConumser.acknowledge()和ActiveMQSession.acknowledge()也可以確認消息，只不過前者只會確認當前consumer中的消息。其中sesson.acknowledge()和message.acknowledge()是等效的。
無論是“同步”/“異步”，ActiveMQ都不會發送STANDARD_ACK_TYPE，直到message.acknowledge()調用。如果在client端未確認的消息個數達到prefetchSize * 0.5時，會補充發送一個ACK_TYPE爲DELIVERED_ACK_TYPE的確認指令，這會觸發broker端可以繼續push消息到client端。(參看PrefetchSubscription.acknwoledge方法)
在broker端，針對每個Consumer，都會保存一個因爲"DELIVERED_ACK_TYPE"而“拖延”的消息個數，這個參數爲prefetchExtension，事實上這個值不會大於prefetchSize * 0.5,因爲Consumer端會嚴格控制DELIVERED_ACK_TYPE指令發送的時機(參見ActiveMQMessageConsumer.ackLater方法)，broker端通過“prefetchExtension”與prefetchSize互相配合，來決定即將push給client端的消息個數，count = prefetchExtension + prefetchSize - dispatched.size()，其中dispatched表示已經發送給client端但是還沒有“STANDARD_ACK_TYPE”的消息總量；由此可見，在CLIENT_ACK模式下，足夠快速的調用acknowledge()方法是決定consumer端消費消息的速率；如果client端因爲某種原因導致acknowledge方法未被執行，將導致大量消息不能被確認，broker端將不會push消息，事實上client端將處於“假死”狀態，而無法繼續消費消息。我們要求client端在消費1.5*prefetchSize個消息之前，必須acknowledge()一次；通常我們總是每消費一個消息調用一次，這是一種良好的設計。
此外需要額外的補充一下：所有ACK指令都是依次發送給broker端，在CLIET_ACK模式下，消息在交付給listener之前，都會首先創建一個DELIVERED_ACK_TYPE的ACK指令，直到client端未確認的消息達到"prefetchSize * 0.5"時纔會發送此ACK指令，如果在此之前，開發者調用了acknowledge()方法，會導致消息直接被確認(STANDARD_ACK_TYPE)。broker端通常會認爲“DELIVERED_ACK_TYPE”確認指令是一種“slow consumer”信號，如果consumer不能及時的對消息進行acknowledge而導致broker端阻塞，那麼此consumer將會被標記爲“slow”，此後queue中的消息將會轉發給其他Consumer。
DUPS_OK_ACKNOWLEDGE : "消息可重複"確認，意思是此模式下，可能會出現重複消息，並不是一條消息需要發送多次ACK才行。它是一種潛在的"AUTO_ACK"確認機制，爲批量確認而生，而且具有“延遲”確認的特點。對於開發者而言，這種模式下的代碼結構和AUTO_ACKNOWLEDGE一樣，不需要像CLIENT_ACKNOWLEDGE那樣調用acknowledge()方法來確認消息。
1) 在ActiveMQ中，如果在Destination是Queue通道，我們真的可以認爲DUPS_OK_ACK就是“AUTO_ACK + optimizeACK + (prefetch > 0)”這種情況，在確認時機上幾乎完全一致；此外在此模式下，如果prefetchSize =1 或者沒有開啓optimizeACK，也會導致消息逐條確認，從而失去批量確認的特性。
2) 如果Destination爲Topic，DUPS_OK_ACKNOWLEDGE纔會產生JMS規範中詮釋的意義，即無論optimizeACK是否開啓，都會在消費的消息個數>=prefetch * 0.5時，批量確認(STANDARD_ACK_TYPE),在此過程中，不會發送DELIVERED_ACK_TYPE的確認指令,這是1)和AUTO_ACK的最大的區別。
這也意味着，當consumer故障重啓後，那些尚未ACK的消息會重新發送過來。
SESSION_TRANSACTED : 當session使用事務時，就是使用此模式。在事務開啓之後，和session.commit()之前，所有消費的消息，要麼全部正常確認，要麼全部redelivery。這種嚴謹性，通常在基於GROUP(消息分組)或者其他場景下特別適合。在SESSION_TRANSACTED模式下，optimizeACK並不能發揮任何效果,因爲在此模式下，optimizeACK會被強制設定爲false，不過prefetch仍然可以決定DELIVERED_ACK_TYPE的發送時機。
因爲Session非線程安全，那麼當前session下所有的consumer都會共享同一個transactionContext；同時建議，一個事務類型的Session中只有一個Consumer，已避免rollback()或者commit()方法被多個consumer調用而造成的消息混亂。
當consumer接受到消息之後，首先檢測TransactionContext是否已經開啓，如果沒有，就會開啓並生成新的transactionId，並把信息發送給broker；此後將檢測事務中已經消費的消息個數是否 >= prefetch * 0.5,如果大於則補充發送一個“DELIVERED_ACK_TYPE”的確認指令；這時就開始調用onMessage()方法，如果是同步(receive),那麼即返回message。上述過程，和其他確認模式沒有任何特殊的地方。
當開發者決定事務可以提交時，必須調用session.commit()方法，commit方法將會導致當前session的事務中所有消息立即被確認；事務的確認過程中，首先把本地的deliveredMessage隊列中尚未確認的消息全部確認(STANDARD_ACK_TYPE)；此後向broker發送transaction提交指令並等待broker反饋，如果broker端事務操作成功，那麼將會把本地deliveredMessage隊列清空，新的事務開始；如果broker端事務操作失敗(此時broker已經rollback)，那麼對於session而言，將執行inner-rollback，這個rollback所做的事情，就是將當前事務中的消息清空並要求broker重發(REDELIVERED_ACK_TYPE),同時commit方法將拋出異常。
當session.commit方法異常時，對於開發者而言通常是調用session.rollback()回滾事務(事實上開發者不調用也沒有問題)，當然你可以在事務開始之後的任何時機調用rollback(),rollback意味着當前事務的結束，事務中所有的消息都將被重發。需要注意，無論是inner-rollback還是調用session.rollback()而導致消息重發，都會導致message.redeliveryCounter計數器增加，最終都會受限於brokerUrl中配置的"jms.redeliveryPolicy.maximumRedeliveries",如果rollback的次數過多，而達到重發次數的上限時，消息將會被DLQ(dead letter)。
INDIVIDUAL_ACKNOWLEDGE : 單條消息確認，這種確認模式，我們很少使用，它的確認時機和CLIENT_ACKNOWLEDGE幾乎一樣，當消息消費成功之後，需要調用message.acknowledege來確認此消息(單條)，而CLIENT_ACKNOWLEDGE模式先message.acknowledge()方法將導致整個session中所有消息被確認(批量確認)。
結語：到目前爲止，我們已經已經簡單的瞭解了ActiveMQ中消息傳送機制，還有JMS中ACK策略，重點分析了optimizeACK的策略，希望開發者能夠在使用activeMQ中避免一些不必要的錯誤。本文如有疏漏和錯誤之處，請各位不吝賜教，特此感謝。
源碼參考類：
1) ActiveMQConnectionFactory,ActiveMQMessageConsumer,ActiveMQSession,MessageAck等
2) Queue,PrefetchSubscription,TransactionContext,TransactionStore