写一篇RocketMQ卷文让自己冷静一下
2021-11-21 本文已影响0人
DH大黄
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不吃（烧烤）不喝（奶茶可乐）看了好久才概括出这么一点点东西，希望大佬们能够有耐心看一看，遇到说的不对的地方，也欢迎在评论区或者私信与我交流
另外完整版的代码注释，我在我的github上也添加了，感兴趣的小伙伴也可以点击这个链接去看一波 github地址
觉得我讲的有那么一点点道理，对你有那么一丢丢的帮助的，也可以给我一波点赞关注666哟～
dddd.jpeg
废话不多说，下面开始我的表演～
RocketMQ全局流程图
RocketMQ主要流程图.png
上来就是这么一大张图片，相信大家肯定完全不想看下去。（那么我为什么还要放在一开始呢？主要是为了能够让大家有一个全局的印象，然后后续复习的时候也可以根据这个流程图去具体复习）
那么，下面我们就针对一些问题来具体描述RocketMQ的工作流程 此处内容会不断补充，也欢迎大家把遇到的问题在评论区留下来
消息消费逻辑
消息消费可以分为三大模块
- Rebalance
- 拉取消息
- 消费消息
Rebalance
Rebalance逻辑.png
// RebalanceImpl
public void doRebalance(final boolean isOrder) {
Map<String, SubscriptionData> subTable = this.getSubscriptionInner();
if (subTable != null) {
// 遍历每个主题的队列
// subTable 会在 DefaultMQPushConsumerImpl 的 subscribe 和 unsubscribe 时修改
for (final Map.Entry<String, SubscriptionData> entry : subTable.entrySet()) {
final String topic = entry.getKey();
try {
// 对队列进行重新负载
this.rebalanceByTopic(topic, isOrder);
} catch (Throwable e) {
if (!topic.startsWith(MixAll.RETRY_GROUP_TOPIC_PREFIX)) {
log.warn("rebalanceByTopic Exception", e);
}
}
}
}
this.truncateMessageQueueNotMyTopic();
}
private void rebalanceByTopic(final String topic, final boolean isOrder) {
switch (messageModel) {
case BROADCASTING: {
Set<MessageQueue> mqSet = this.topicSubscribeInfoTable.get(topic);
if (mqSet != null) {
boolean changed = this.updateProcessQueueTableInRebalance(topic, mqSet, isOrder);
if (changed) {
this.messageQueueChanged(topic, mqSet, mqSet);
log.info("messageQueueChanged {} {} {} {}",
consumerGroup,
topic,
mqSet,
mqSet);
}
} else {
log.warn("doRebalance, {}, but the topic[{}] not exist.", consumerGroup, topic);
}
break;
}
case CLUSTERING: {
// topicSubscribeInfoTable topic订阅信息缓存表
Set<MessageQueue> mqSet = this.topicSubscribeInfoTable.get(topic);
// 发送请求到broker获取topic下该消费组内当前所有的消费者客户端id
List<String> cidAll = this.mQClientFactory.findConsumerIdList(topic, consumerGroup);
if (null == mqSet) {
if (!topic.startsWith(MixAll.RETRY_GROUP_TOPIC_PREFIX)) {
log.warn("doRebalance, {}, but the topic[{}] not exist.", consumerGroup, topic);
}
}
if (null == cidAll) {
log.warn("doRebalance, {} {}, get consumer id list failed", consumerGroup, topic);
}
if (mqSet != null && cidAll != null) {
List<MessageQueue> mqAll = new ArrayList<MessageQueue>();
mqAll.addAll(mqSet);
// 排序保证了同一个消费组内消费者看到的视图保持一致，确保同一个消费队列不会被多个消费者分配
Collections.sort(mqAll);
Collections.sort(cidAll);
// 分配算法 （尽量使用前两种）
// 默认有5种 1）平均分配 2）平均轮询分配 3）一致性hash
// 4）根据配置 为每一个消费者配置固定的消息队列 5）根据broker部署机房名，对每个消费者负责不同的broker上的队列
// 但是如果消费者数目大于消息队列数量，则会有些消费者无法消费消息
AllocateMessageQueueStrategy strategy = this.allocateMessageQueueStrategy;
// 当前消费者分配到的队列
List<MessageQueue> allocateResult = null;
try {
allocateResult = strategy.allocate(
this.consumerGroup,
this.mQClientFactory.getClientId(),
mqAll,
cidAll);
} catch (Throwable e) {
log.error("AllocateMessageQueueStrategy.allocate Exception. allocateMessageQueueStrategyName={}", strategy.getName(),
e);
return;
}
Set<MessageQueue> allocateResultSet = new HashSet<MessageQueue>();
if (allocateResult != null) {
allocateResultSet.addAll(allocateResult);
}
// 更新消息消费队列，如果是新增的消息消费队列，则会创建一个消息拉取请求并立即执行拉取
boolean changed = this.updateProcessQueueTableInRebalance(topic, allocateResultSet, isOrder);
if (changed) {
log.info(
"rebalanced result changed. allocateMessageQueueStrategyName={}, group={}, topic={}, clientId={}, mqAllSize={}, cidAllSize={}, rebalanceResultSize={}, rebalanceResultSet={}",
strategy.getName(), consumerGroup, topic, this.mQClientFactory.getClientId(), mqSet.size(), cidAll.size(),
allocateResultSet.size(), allocateResultSet);
this.messageQueueChanged(topic, mqSet, allocateResultSet);
}
}
break;
}
default:
break;
}
}
private boolean updateProcessQueueTableInRebalance(final String topic, final Set<MessageQueue> mqSet,
final boolean isOrder) {
boolean changed = false;
Iterator<Entry<MessageQueue, ProcessQueue>> it = this.processQueueTable.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
Entry<MessageQueue, ProcessQueue> next = it.next();
MessageQueue mq = next.getKey();
ProcessQueue pq = next.getValue();
if (mq.getTopic().equals(topic)) {
// 当前分配到的队列中不包含原先的队列（说明当前队列被分配给了其他消费者）
if (!mqSet.contains(mq)) {
// 丢弃 processQueue
pq.setDropped(true);
// 移除当前消息队列
if (this.removeUnnecessaryMessageQueue(mq, pq)) {
it.remove();
changed = true;
log.info("doRebalance, {}, remove unnecessary mq, {}", consumerGroup, mq);
}
} else if (pq.isPullExpired()) {
switch (this.consumeType()) {
case CONSUME_ACTIVELY:
break;
case CONSUME_PASSIVELY:
pq.setDropped(true);
if (this.removeUnnecessaryMessageQueue(mq, pq)) {
it.remove();
changed = true;
log.error("[BUG]doRebalance, {}, remove unnecessary mq, {}, because pull is pause, so try to fixed it",
consumerGroup, mq);
}
break;
default:
break;
}
}
}
}
List<PullRequest> pullRequestList = new ArrayList<PullRequest>();
for (MessageQueue mq : mqSet) {
// 消息消费队列缓存中不存在当前队列 本次分配新增的队列
if (!this.processQueueTable.containsKey(mq)) {
// 向broker发起锁定队列请求 (向broker端请求锁定MessageQueue,同时在本地锁定对应的ProcessQueue)
if (isOrder && !this.lock(mq)) {
log.warn("doRebalance, {}, add a new mq failed, {}, because lock failed", consumerGroup, mq);
// 加锁失败，跳过，等待下一次队列重新负载时再尝试加锁
continue;
}
// 从内存中移除该消息队列的消费进度
this.removeDirtyOffset(mq);
ProcessQueue pq = new ProcessQueue();
long nextOffset = -1L;
try {
nextOffset = this.computePullFromWhereWithException(mq);
} catch (Exception e) {
log.info("doRebalance, {}, compute offset failed, {}", consumerGroup, mq);
continue;
}
if (nextOffset >= 0) {
ProcessQueue pre = this.processQueueTable.putIfAbsent(mq, pq);
if (pre != null) {
log.info("doRebalance, {}, mq already exists, {}", consumerGroup, mq);
} else {
// 首次添加，构建拉取消息的请求
log.info("doRebalance, {}, add a new mq, {}", consumerGroup, mq);
PullRequest pullRequest = new PullRequest();
pullRequest.setConsumerGroup(consumerGroup);
pullRequest.setNextOffset(nextOffset);
pullRequest.setMessageQueue(mq);
pullRequest.setProcessQueue(pq);
pullRequestList.add(pullRequest);
changed = true;
}
} else {
log.warn("doRebalance, {}, add new mq failed, {}", consumerGroup, mq);
}
}
}
// 立即拉取消息(对新增的队列)
this.dispatchPullRequest(pullRequestList);
return changed;
}
由流程图和代码，我们可以得知，集群模式下消息负载主要有以下几个步骤：
- 从Broker获取订阅当前Topic的消费者列表
- 根据具体的策略进行负载均衡
- 对当前消费者分配到的队列进行处理
- 原来有，现在没有：丢弃对应的消息处理队列（ProcessQueue）
- 原来没有，现在有：添加消息处理队列（ProcessQueue），如果是第一次新增，还会创建一个消息拉取请求
拉取消息
拉取消息逻辑.png
拉取消息的代码太多了，我就不再这里贴出来了。
我在这里说一下大致流程，然后有几个需要注意的地方
流程：在我们Rebalance第一次添加负责的队列和后续拉取消息后，都会再提交一个拉取请求到拉取请求队列（pullRequestQueue）中，然后有一个线程不停的去里面获取拉取请求，去执行拉取的操作
这里说一个RocketMQ消费者这边设计的一个亮点
它将拉取消息，消费消息通过两个任务队列的方式进行解耦，然后每一个模块仅需要负责它自己的功能。（虽然大佬们觉得很常见，但是当时我看的时候还是感觉妙呀～）
另外还有一点需要注意的是：拉取消息的时候broker和consumer都会对消息进行过滤，只不过broker是根据tag的hash进行过滤的，而consumer是根据具体的tag字符串匹配过滤的。这也是有的时候，明明拉取到了消息，但是却没有需要消费的消息产生的原因
既然说到了消息过滤，这边先简单提一下RocketMQ消息过滤的几种方式
- 表达式过滤
- tag
- SQL92
- 类过滤
消费消息
消息消费逻辑.png
这边也先说几个注意点吧，后面再单独出篇文章。
（一）顺序消费和非顺序消费消费失败的处理
（二）消费失败偏移量的更新：只有当前这批消息全部消费成功后，才会将偏移量更新成为这批消息最后一条的偏移量
（三）广播消息失败不会重试，仅打印失败日志
补充：为什么同一个消费组下消费者的订阅信息要相同
首先，先说一下什么叫做同一个消费组下消费者的订阅信息要相同
即：在相同的GroupId下，每一个消费者他们的订阅内容（Topic+Tag）要保持一致，否则会导致消息无法被正常消费
参考文档：阿里云:订阅关系一致
Rebalance细节.png
我们在看待这个问题的时候，可以把它分为两类情况考虑
- topic不一致
- tag不一致
（一）topic不一致的问题
首先先说一个场景，消费者A监听了TopicA，消费者B监听了TopicB，但是消费者A和消费者B同属一个groupTest
在Rebalance阶段，消费者A对TopicA进行负载均衡时，会去查询groupTest下的所有消费者信息。获取到了消费者A和消费者B。此时就会将TopicA的队列对消费者A和消费者B进行负载均衡（例如消费者A分配到了1234四个队列，消费者B分配到了5678四个队列）。此时消费者B没有针对TopicA的处理逻辑，就会导致推送到5678这几个队列里面的消息没有办法得到处理。
（二）tag不一致的问题
随着消费者A，消费者B负载均衡的不断进行，会不断把最新的订阅信息（消息过滤规则）上报给broker。broker就会不断的覆盖更新，导致tag信息不停地变化，而tag的变化在消费者拉取消息时broker的过滤就会产生影响，会导致一些本来要被消费者拉取到的消息被broker过滤掉
消费者总结
讲了这么多的消费者的内容，出现了好多名词，也把消费者的一些比较核心的内容逐个讲了一遍。
那么，在这里，我们将消费者这个模块里面的所有东西，在进行一个完整的串联。然后消费者这一方面的介绍就要告一段落了
消费者业务串联流程图
延时队列是如何工作的
RocketMQ延时队列工作流程图.png
由流程图中我们不难看出，RocketMQ对延时消息的处理，是交由Timer去完成的（相关类ScheduleMessageService）。在Timer的任务队列中读取需要处理的延迟任务，将消息从延迟队列转发到具体的业务队列中
此处补充一点：此处提到的Timer为java工具类包（java.util.Timer）下的一个定时任务工具。它主要由两个部分：TaskQueue queue（任务队列）和TimerThread thread（工作线程）。这边我把它简单的类比为一个单线程的工作线程池
另外在ScheduleMessageService中使用到了Timer的两个方法，我在这里先单独列出来下
- this.timer.schedule ：在任务执行成功后，再加上对应的周期，然后再执行
- this.timer.scheduleAtFixedRate ：每隔指定时间就执行一次，与任务执行时间无关
话不多少，贴上源码（源码虽然枯燥，但希望可以耐心的看完）
// ScheduleMessageService
public void start() {
if (started.compareAndSet(false, true)) {
super.load();
this.timer = new Timer("ScheduleMessageTimerThread", true);
// 根据延时队列创建对应的定时任务
for (Map.Entry<Integer, Long> entry : this.delayLevelTable.entrySet()) {
Integer level = entry.getKey();
Long timeDelay = entry.getValue();
Long offset = this.offsetTable.get(level);
if (null == offset) {
offset = 0L;
}
if (timeDelay != null) {
// 第一次，延迟一秒执行任务，后续根据对应延时时间来执行
// 延时级别和消息队列id对应关系 ： 消息队列id = 延时级别 - 1
// shedule 在任务执行成功后，再加上对应的周期，然后再执行
this.timer.schedule(new DeliverDelayedMessageTimerTask(level, offset), FIRST_DELAY_TIME);
}
}
// scheduleAtFixedRate 每隔指定时间就执行一次，与任务执行时间无关
this.timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
try {
if (started.get()) {
// 每个十秒持久化一次延迟队列的处理进度
ScheduleMessageService.this.persist();
}
} catch (Throwable e) {
log.error("scheduleAtFixedRate flush exception", e);
}
}
}, 10000, this.defaultMessageStore.getMessageStoreConfig().getFlushDelayOffsetInterval());
}
}
// DeliverDelayedMessageTimerTask
@Override
public void run() {
try {
if (isStarted()) {
this.executeOnTimeup();
}
} catch (Exception e) {
// XXX: warn and notify me
log.error("ScheduleMessageService, executeOnTimeup exception", e);
ScheduleMessageService.this.timer.schedule(new DeliverDelayedMessageTimerTask(
this.delayLevel, this.offset), DELAY_FOR_A_PERIOD);
}
}
public void executeOnTimeup() {
// 根据 延时队列topic 和 延时队列id 查找消费队列
ConsumeQueue cq =
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.findConsumeQueue(TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC,
delayLevel2QueueId(delayLevel));
long failScheduleOffset = offset;
if (cq != null) {
SelectMappedBufferResult bufferCQ = cq.getIndexBuffer(this.offset);
if (bufferCQ != null) {
try {
long nextOffset = offset;
int i = 0;
// 遍历ConsumeQueue，每一个标准的ConsumeQueue条目为20字节
ConsumeQueueExt.CqExtUnit cqExtUnit = new ConsumeQueueExt.CqExtUnit();
for (; i < bufferCQ.getSize(); i += ConsumeQueue.CQ_STORE_UNIT_SIZE) {
long offsetPy = bufferCQ.getByteBuffer().getLong();
int sizePy = bufferCQ.getByteBuffer().getInt();
long tagsCode = bufferCQ.getByteBuffer().getLong();
if (cq.isExtAddr(tagsCode)) {
if (cq.getExt(tagsCode, cqExtUnit)) {
tagsCode = cqExtUnit.getTagsCode();
} else {
//can't find ext content.So re compute tags code.
log.error("[BUG] can't find consume queue extend file content!addr={}, offsetPy={}, sizePy={}",
tagsCode, offsetPy, sizePy);
long msgStoreTime = defaultMessageStore.getCommitLog().pickupStoreTimestamp(offsetPy, sizePy);
tagsCode = computeDeliverTimestamp(delayLevel, msgStoreTime);
}
}
long now = System.currentTimeMillis();
long deliverTimestamp = this.correctDeliverTimestamp(now, tagsCode);
nextOffset = offset + (i / ConsumeQueue.CQ_STORE_UNIT_SIZE);
// > 0 未到消息消费时间
long countdown = deliverTimestamp - now;
if (countdown <= 0) {
MessageExt msgExt =
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.lookMessageByOffset(
offsetPy, sizePy);
if (msgExt != null) {
try {
MessageExtBrokerInner msgInner = this.messageTimeup(msgExt);
if (TopicValidator.RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC.equals(msgInner.getTopic())) {
log.error("[BUG] the real topic of schedule msg is {}, discard the msg. msg={}",
msgInner.getTopic(), msgInner);
continue;
}
// 放到对应的 %RETRY%+gid 重试topic下进行消费(转发消息)
PutMessageResult putMessageResult =
ScheduleMessageService.this.writeMessageStore
.putMessage(msgInner);
if (putMessageResult != null
&& putMessageResult.getPutMessageStatus() == PutMessageStatus.PUT_OK) {
if (ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getMessageStoreConfig().isEnableScheduleMessageStats()) {
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incQueueGetNums(MixAll.SCHEDULE_CONSUMER_GROUP, TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC, delayLevel - 1, putMessageResult.getAppendMessageResult().getMsgNum());
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incQueueGetSize(MixAll.SCHEDULE_CONSUMER_GROUP, TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC, delayLevel - 1, putMessageResult.getAppendMessageResult().getWroteBytes());
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incGroupGetNums(MixAll.SCHEDULE_CONSUMER_GROUP, TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC, putMessageResult.getAppendMessageResult().getMsgNum());
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incGroupGetSize(MixAll.SCHEDULE_CONSUMER_GROUP, TopicValidator.RMQ_SYS_SCHEDULE_TOPIC, putMessageResult.getAppendMessageResult().getWroteBytes());
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incTopicPutNums(msgInner.getTopic(), putMessageResult.getAppendMessageResult().getMsgNum(), 1);
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incTopicPutSize(msgInner.getTopic(),
putMessageResult.getAppendMessageResult().getWroteBytes());
ScheduleMessageService.this.defaultMessageStore.getBrokerStatsManager().incBrokerPutNums(putMessageResult.getAppendMessageResult().getMsgNum());
}
continue;
} else {
// XXX: warn and notify me
log.error(
"ScheduleMessageService, a message time up, but reput it failed, topic: {} msgId {}",
msgExt.getTopic(), msgExt.getMsgId());
ScheduleMessageService.this.timer.schedule(
new DeliverDelayedMessageTimerTask(this.delayLevel,
nextOffset), DELAY_FOR_A_PERIOD);
ScheduleMessageService.this.updateOffset(this.delayLevel,
nextOffset);
return;
}
} catch (Exception e) {
/*
* XXX: warn and notify me
*/
log.error(
"ScheduleMessageService, messageTimeup execute error, drop it. msgExt={}, nextOffset={}, offsetPy={}, sizePy={}", msgExt, nextOffset, offsetPy, sizePy, e);
}
}
} else {
// 会将下次任务执行时间设置为countdown 即 消息的延时转发时间-当前时间
ScheduleMessageService.this.timer.schedule(
new DeliverDelayedMessageTimerTask(this.delayLevel, nextOffset),
countdown);
ScheduleMessageService.this.updateOffset(this.delayLevel, nextOffset);
return;
}
} // end of for
// 更新延时队列拉取任务进度
nextOffset = offset + (i / ConsumeQueue.CQ_STORE_UNIT_SIZE);
ScheduleMessageService.this.timer.schedule(new DeliverDelayedMessageTimerTask(
this.delayLevel, nextOffset), DELAY_FOR_A_WHILE);
ScheduleMessageService.this.updateOffset(this.delayLevel, nextOffset);
return;
} finally {
bufferCQ.release();
}
} // end of if (bufferCQ != null)
else {
// 消费队列不存在，默认为没有需要消费的任务，跳过本次消费
long cqMinOffset = cq.getMinOffsetInQueue();
long cqMaxOffset = cq.getMaxOffsetInQueue();
if (offset < cqMinOffset) {
// 下次拉取任务进度更新
failScheduleOffset = cqMinOffset;
log.error("schedule CQ offset invalid. offset={}, cqMinOffset={}, cqMaxOffset={}, queueId={}",
offset, cqMinOffset, cqMaxOffset, cq.getQueueId());
}
if (offset > cqMaxOffset) {
failScheduleOffset = cqMaxOffset;
log.error("schedule CQ offset invalid. offset={}, cqMinOffset={}, cqMaxOffset={}, queueId={}",
offset, cqMinOffset, cqMaxOffset, cq.getQueueId());
}
}
} // end of if (cq != null)
// 根据延时等级创建一个任务
ScheduleMessageService.this.timer.schedule(new DeliverDelayedMessageTimerTask(this.delayLevel,
failScheduleOffset), DELAY_FOR_A_WHILE);
}
