RocketMQ Consumer 啓動時都幹了些啥?

可能我們對 RocketMQ 的消費者認知乍一想很簡單,就是一個拿來消費消息的客戶端而已,你只需要指定對應的 Topic 和 ConsumerGroup,剩下的就是隻需要:

  • 接收消息
  • 處理消息

就完事了。

簡略消費模型
簡略消費模型

當然,可能在實際業務場景下,確實是這樣。但是如果我們不清楚 Consumer 啓動之後到底會做些什麼,底層的實現的一些細節,在面對複雜業務場景時,排查起來就會如同大海撈針般迷茫。

相反,你如果瞭解其中的細節,那麼在排查問題時就會有更多的上下文,就有可能會提出更多的解決方案。

關於 RocketMQ 的一些基礎概念、一些底層實現之前都已在文章 RocketMQ基礎概念剖析&源碼解析 中寫過了,沒有相關上下文的可以先去補齊一部分。

簡單示例

整體邏輯

首先我們還是從一個簡單的例子來看一下,RocketMQ Consumer 的基本使用。從使用入手,一點點了解細節。

public class Consumer {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, MQClientException {
        DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer("please_rename_unique_group_name_4");

        consumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);

        consumer.subscribe("TopicTest""*");

        consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {

            @Override
            public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs,
                ConsumeConcurrentlyContext context)
 
{
                System.out.printf("%s Receive New Messages: %s %n", Thread.currentThread().getName(), msgs);
                return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
            }
        });

        consumer.start();

        System.out.printf("Consumer Started.%n");
    }
}

代碼看着肯定有些難度,下面的流程圖和上面的代碼邏輯等價,可以結合着一起看。

Consumer使用示例
Consumer使用示例

消費點策略

這裏除了像 Topic、註冊消息監聽器這種常規的內容之外,setConsumeFromWhere 值得我們更多的關注。它決定了消費者將從哪裏開始消費,可選的值有三個:

三個可選的 ConsumeFromWhere 的值
三個可選的 ConsumeFromWhere 的值

實際上 ConsumeFromWhere 的枚舉類源碼中還有另外三個值,但是已經被棄用了。但是這個配置僅對新的 ConsumerGroup 有效,已經存在的 ConsumerGroup 會繼續按照上次消費到的 Offset 繼續消費。

其實也很好理解,假設有 1000 條消息,你的服務已經消費到了 500 條了,然後你上線新的東西將服務重新啓動,然後又從頭開始消費了?這不扯嗎?

緩存訂閱的 Topic 信息

看起來就一行 consumer.subscribe("TopicTest", "*"),實際上背後做了很多事情,這裏先給大家把簡單的流程畫出來。

subscribe_topic
subscribe_topic

subscribe 函數的第一個參數就是我們需要消費的 Topic,這個自不必多說。第二個參數說複雜點叫過濾表達式字符串,說簡單點其實就是你要訂閱的消息的 Tag

每個消息都會有一個自己的 Tag 這個如果你不清楚的話,可以考慮去看看上面那篇文章

這裏我們傳的是 *,代表訂閱所有類別的消息。當然我們也可以傳入 tagA || tagB || tagC 這種,代表我們只消費打了這三種 Tag 的消息。

RocketMQ 會根據我們傳入的這兩個參數,構造出 SubscriptionData ,放入一個位於內存的 ConcurrentHashMap 中維護起來,簡單來說就一句話,把這個訂閱的 Topic 緩存下來。

在緩存完之後會進行一個比較關鍵的操作,那就是開始向所有的 Broker 發送心跳。Consumer 客戶端會將:

  • 消費者的名稱
  • 消費類型 代表是通過 Push 或者 Pull 的模式消費消息
  • 消費模型 指集羣消費(CLUSTERING)或者是廣播消費(BROADCASTING
  • 消費點策略 也就是類似 CONSUME_FROM_LAST_OFFSET 這種
  • 消費者的訂閱數據集合 一個消費者可以監聽多個 Topic
  • 生產者的集合 當前實例上註冊的生產的集合

沒錯,在 Consumer 實例啓動之後還會去運行 Producer 的相關代碼。此外,如果一個客戶端即沒有配置生產者、也沒有配置消費者,那麼是不會執行心跳的邏輯的,因爲沒有意義。

啓動消費者實例

上文提到的核心邏輯其實都在這裏,我們在下面詳細討論,所以簡單示例到這裏就結束了。

進入啓動核心邏輯

在啓動的核心入口類中,總共對 4 種狀態進行了分別處理,分別是:

  • CREATE_JUST
  • RUNNING
  • START_FAILED
  • SHUTDOWN_ALREADY

但我們由於是剛剛創建,會走到 CREATE_JUST 的邏輯中來,我們就重點來看 Consumer 剛剛啓動時會做些什麼。

檢查配置

基操,跟我們平時寫的業務代碼沒有什麼兩樣,檢查配置中的各種參數是否合法。

配置項太多了就不贅述,大家只需要知道 RocketMQ 啓動的時候會對配置中的參數進行校驗就知道了。

算了,還是列一列吧:

  • 消費者組的名稱是不是空
  • 消費者組的名稱不能是被 RocketMQ 保留使用的名稱,即 —— DEFAULT_CONSUMER
  • 消費模型(CLUSTERING、BROADCASTING)是否有配置
  • 消費點策略(例如 CONSUME_FROM_LAST_OFFSET)是否配置
  • 判斷消費的方式是否合法,只能是順序消費或者併發消費
  • 消費者組的最小消費線程、最大消費線程數量是否在規定的範圍內,這個範圍是指(1, 1000),左開右開。還有就是最小不能大於最大這種判斷
  • ......等等等等

所以你看到了, 即使是牛X的開源框架也會有這種繁瑣的、常見的業務代碼。

改變實例名稱

instanceName 會從系統的配置項 rocketmq.client.name 中獲取,如果沒有配置就會設置爲 DEFAULT。,並且消費模型是 CLUSTERING(默認情況就是),就會將 DEFAULT 改成 ${PID}#${System.nanoTime()} 的字符串,這裏舉個例子。

instanceName = "90762#75029316672643"

爲什麼要單獨把這個提出來講呢?這相當於是給每個實例一個唯一標識,這個唯一標識其實很重要,如果一個消費者組的 instanceName 相同,那麼可能就會造成重複消費、或者消息堆積的問題的問題,造成消息堆積的這個點比較有意思,後續我有時間應該會單獨寫一篇文章來討論。

但眼尖的同學可能已經看到了,instanceName 的組成不是 PID 和 System.nanoTime?PID 可能由於獲取的是 Docker 容器宿主機器的 PID,可能是一樣的,可以理解。那 System.nanoTime 呢?這也能重複?

實際上從 RocketMQ 的 Github 這個提交記錄來看,至少在 2021年3月16號之前,這個問題還是有可能存在的。

RocketMQ 官方 Github 的提交記錄
RocketMQ 官方 Github 的提交記錄

RocketMQ 官方在 3月16號的提交修復了這個問題,給大家看看改了啥:

提交具體內容
提交具體內容

在原來的版本中,instanceName 就只由 PID 組成,就完全可能造成不同的消費者實例擁有相同的 instanceName

熟悉的 RocketMQ 的同學有疑問,在 Broker 側對 Consumer 的唯一標識不是 clientID 嗎?沒錯,但 clientID 是由 clientIP 和 instanceName 一起組成的。

而 clientIP 上面也提到過了,可能由於 Docker 的原因獲取到相同的,會最終導致 clientID 相同。

OK,關於改變實例的名稱就到這,確實沒想到講了這麼多。

實例化消費者

關鍵變量名爲 mQClientFactory

接下來就會實例化消費者實例,在上面 改變實例名稱 中講到的 clientID 就是在這一步做的初始化。這裏就不給大家列源碼了,你就需要知道這個地方會實例化出來一個消費者就 OK 了,不要過多的糾結於細節。

然後會給 Rebalance 的實現設置上一些屬性,例如消費者組名稱、消息模型、Rebalance 採取的策略、剛剛實例化出來的消費者實例。

這個 Rebalance 的策略默認爲:

AllocateMessageQueueAveragely 就是一個把 Messsage Queue 平均分配給消費者的策略,更多的細節也可以參考我上面的那篇文章。

除此之外,還會初始化拉取消息的核心實現 PullAPIWrapper

初始化 offsetStore

這裏會根據不同的消息模型(即 BROADCASTING 或者 CLUSTERING),實例化不同的 offsetStore 實現。

  • BROADCASTING 採用的實現爲 LocalFileOffsetStore
  • CLUSTERING 採用的實現爲 RemoteBrokerOffsetStore

區別就是 LocalFileOffsetStore 是在本地管理 Offset,而 RemoteBrokerOffsetStore 則是將 offset 交給 Broker 進行原

啓動 ConsumeMessageService

緩存消費者組

接下來會將消費者組在當前的客戶端實例中緩存起來,具體是在一個叫 consumerTable 的內存 concurrentHashMap 中。

其實源碼中叫 registerConsumer:

registerConsumer 源碼
registerConsumer 源碼

但我認爲給大家「翻譯」成緩存更合理,因爲它就只是把構建好的 consumer 實例給緩存到 map 中,僅此而已。哦對,還做了個如果存在就返回 false,代表實際上並沒有註冊成功。

那爲啥需要返回 false 呢?你如果存在了不執行緩存邏輯就好嗎?甚至外面還要根據這個 false 來拋出 MQClientException 異常?

如果註冊失敗,拋出異常
如果註冊失敗,拋出異常

爲啥呢?假設你同事 A 已經使用了名稱 consumer_group_name_for_a ,線上正在正常的運行消費消息。得,你加了個功能需要監聽 MQ,也使用了 consumer_group_name_for_a,你想想如果 RocketMQ 不做校驗,你倒是註冊成功了,但是你同事 A 估計要罵娘了:“咋回事?咋開始重複消費了?”

啓動 mQClientFactory

這個 mQClientFactory 就是在 實例化消費者 步驟中創建的消費者實例,最後會通過調用 mQClientFactory.start()

這就是最後的核心邏輯了。

初始化 NameServer 地址

初始化用於通信的 Netty 客戶端

初始化 Netty 客戶端
初始化 Netty 客戶端

啓動一堆定時任務

這個一堆沒有誇張,確實很多,舉個例子:

  • 剛剛上面那一步,如果 NameServer 沒有獲取到,就會啓動一個定時任務隔一段時間去拉一次
  • 比如,還會啓動定時任務隔一段時間去 NameServer 拉一次指定 Topic 的路由數據。這個路由數據具體是指像 MessageQueue 相關的數據,例如有多少個寫隊列、多少個讀隊列,還有就是該 Topic 所分佈的 Broker 的 brokerName、集羣和 IP 地址等相關的數據,這些大致就叫路由數據
  • 再比如,啓動發送心跳的定時任務,不啓動這個心跳不動
  • 再比如,Broker 有可能會掛對吧?客戶端這邊是不是需要及時的把 offline 的 Broker 給幹掉呢?所以 RocketMQ 有個 cleanOfflineBroker 方法就是專門拿來幹這個的
  • 然後有一個比較關鍵的就是持久化 offset,這裏由於是採用的 CLUSTERING 消費,故會定時將當前消費者消費的情況上報給 Broker

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