RocketMQ之Consumer整体介绍启动源码分析

2023-05-19 14:05:24 分析 源码 启动

前言

从本篇文章开始，我们将逐步开始分析Consumer的源码，首先我们将整体介绍Consumer的接口和相关实现类以及DefaultMQPushConsumer的主要API和关键属性，然后我们将分析Consumer的启动过程源码，通过对启动过程的分析，之前我们分析过Producer和Broker的启动源码，Consumer的启动源码与Producer还是有很多相似的地方。

Consumer整体介绍

Consumer实现类

RocketMQ给我们提供的Consumer实现类如下图所示，包括推送式的DefaultMQPushConsumer和拉取式的DefaultMQPullConsumer、DefaultLitePullConsumer，从图中可以看到DefaultMQPullConsumer已经被标注为deprecated，如果需要使用拉取式的Consumer，官方推荐使用DefaultLitePullConsumer。

Consumer消费类型

  • 拉取式消费

Consumer主动从Broker拉去消息，消费消息的主动权由Consumer控制。一旦获取了批量消息，就会启动消费过程。不过这种方式实时性较弱，即Broker中有了新的消息时消费者并不能及时发现并消费。

  • 推送式消费

该模式下Broker收到数据后会主动推送给Consumer，这种方式一般实时性比较高。

RocketMQ官方更推荐我们在日常工作中使用DefaultMQPushConsumer，它已经能够满足我们大多数使用场景。从技术上讲，这个DefaultMQPushConsumer客户端实际上是底层拉取服务的包装器。当从代理中提取的消息到达时，它大致调用注册的回调处理程序来馈送消息。本篇文章，我们将介绍DefaultMQPushConsumer的启动流程

DefaultMQPushConsumer主要API

DefaultMQPushConsumer实现了MQConsumer和MQPushConsumer接口，DefaultMQPushConsumer的主要API都在这两个接口中定义了，如下所示

// org.apache.rocketmq.client.consumer.MQConsumer
public interface MQConsumer extends MQAdmin {
    // 如果消费失败，消息将被发送回代理，并延迟消耗一些时间
    void sendMessageBack(final MessageExt msg, final int delayLevel, final String brokerName);  
    // 根据topic从使用者缓存中获取消息队列
    Set<MessageQueue> fetchSubscribeMessageQueues(final String topic) throws MQClientException;
}
// org.apache.rocketmq.client.consumer.MQPushConsumer
public interface MQPushConsumer extends MQConsumer {
    // 启动Consumer
    void start() throws MQClientException;
    // 关闭Consumer
    void shutdown();
    // 注册并发消息Listener
    void reGISterMessageListener(final MessageListenerConcurrently messageListener);
    // 注册顺序消息Listener,将会有序地接收消息。一个队列一个线程
    void registerMessageListener(final MessageListenerOrderly messageListener);
    // 订阅Topic
    void subscribe(final String topic, final String subExpression) throws MQClientException;
    // 退订topic
    void unsubscribe(final String topic);
}

DefaultMQPushConsumer关键属性

DefaultMQPushConsumer的关键属性如下所示

// org.apache.rocketmq.client.consumer.DefaultMQPushConsumer
public class DefaultMQPushConsumer extends ClientConfig implements MQPushConsumer {
    // DefaultMQPushConsumer的默认实现，DefaultMQPushConsumer中大部分功能都是对它的代理
    protected final transient DefaultMQPushConsumerImpl defaultMQPushConsumerImpl;
    // 相同角色的消费者需要具有完全相同的subscriptions和consumerGroup才能正确实现负载平衡，它需要全局唯一
    private String consumerGroup;
    // 消息模型定义了如何将消息传递到每个消费者客户端的方式，默认是集群模式
    private MessageModel messageModel = MessageModel.CLUSTERING;
  	// 第一次消费时指定的消费策略，默认是CONSUME_FROM_LAST_OFFSET
    private ConsumeFromWhere consumeFromWhere = ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_LAST_OFFSET;
  	// 队列分配算法，指定如何将消息队列分配给每个使用者客户端。
    private AllocateMessageQueueStrategy allocateMessageQueueStrategy;
    // 订阅关系
    private Map<String , String > subscription = new HashMap<String, String>();
    // 消息监听器
    private MessageListener messageListener;
    // 消息消费进度存储器
    private OffsetStore offsetStore;
  	// 最小消费线程数
    private int consumeThreadMin = 20;
    // 最大消费线程数
    private int consumeThreadMax = 20;
    // 推送模式下拉去消息的间隔时间，默认一次拉取消息完成后立刻继续拉取
    private long pullInterval = 0;
    // 批量消费数量
    private int consumeMessageBatchMaxSize = 1;
    // 批量拉取的数量
    private int pullBatchSize = 32;
  	// 每次拉取时是否更新订阅关系,默认是false
    private boolean postSubscriptionWhenPull = false;
    // 消息最大重试次数，如果消息消费最大次数超过maxReconsumeTimes还未成功，则消息将被转移到一个失败队列
    private int maxReconsumeTimes = -1;
    //延迟将该队列的消息提交到消费者线程的等待时间，默认延迟1s
    private long suspendCurrentQueueTimeMillis = 1000;
    // 消息阻塞消费线程的最大超时时间，默认15分钟
    private long consumeTimeout = 15;
    // 关闭使用者时等待消息的最长时间，0表示没有等待。
    private long awaitTerminationMillisWhenShutdown = 0;
}

Consumer消费模式

Consumer提供下面两种消费模式，由上面DefaultMQPushConsumer的messageModel定义

  • 广播模式(BROADCASTING)

广播消费模式下，相同Consumer Group的每个Consumer实例都接收同一个Topic的全量消息。即每条消息会被相同Consumer Group中的所有Consumer消费

  • 集群模式(CLUSTERING)

集群模式是Consumer默认的消费模式，集群消费模式下，相同Consumer Group的每个Consumer按照负载均衡策略分摊同一个Topic消息，即每条消息只会被相同Consumer Group中的一个Consumer消费

Consumer消费策略

Consumer主要提了下面三种消费策略

  • CONSUME_FROM_LAST_OFFSET

这是Consumer默认的消费策略，它分为两种情况，如果Broker的磁盘消息未过期且未被删除，则从最小偏移量开始消费。如果磁盘已过期，并被删除，则从最大偏移量开始消费。

  • CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET

从最早可用的消息开始消费

  • CONSUME_FROM_TIMESTAMP

从指定的时间戳开始消费，这意味着在consumeTimestamp之前生成的消息将被忽略

Consumer使用

要使用Consumer开始消费消息，至少需要下面5个步骤

public static void main(String[] args) throws MQClientException {
    // 1. 传入CONSUMER_GROUP，创建DefaultMQPushConsumer
    DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer(CONSUMER_GROUP);
  	// 2. 设置namesrvAddr
  	consumer.setNamesrvAddr("127.0.0.1:9876");
    // 3. 订阅Topic 
    consumer.subscribe(TOPIC, "*");
    // 4.注册消息Listener
    consumer.registerMessageListener((MessageListenerConcurrently) (msg, context) -&gt; {
        System.out.printf("%s Receive New Messages: %s %n", Thread.currentThread().getName(), msg);
        return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
    });
    // 5.启动Consumer
    consumer.start();
}

DefaultMQPushConsumer源码分析

启动源码分析

DefaultMQPushConsumer只是设置属性，Consumer的初始化实际是在DefaultMQPushConsumer#start中执行的，DefaultMQPushConsumer#start实际调用了DefaultMQPushConsumerImpl#start执行初始化。

// org.apache.rocketmq.client.consumer.DefaultMQPushConsumer#start
public void start() throws MQClientException {
    // consumerGroup封装namespace
    setConsumerGroup(NamespaceUtil.wrapNamespace(this.getNamespace(), this.consumerGroup));
    // DefaultMQPushConsumerImpl启动
    this.defaultMQPushConsumerImpl.start();
    // 消息轨迹跟踪服务，默认null
    if (null != traceDispatcher) {
        try {
            traceDispatcher.start(this.getNamesrvAddr(), this.getAccessChannel());
        } catch (MQClientException e) {
            log.warn("trace dispatcher start failed ", e);
        }
    }
}

下面我们来分步骤分析DefaultMQPushConsumerImpl#start代码

第一步：

  • 先将Consumer的状态更新为START_FAILED
  • 校验Consumer的配置。主要校验ConsumerGroup，
  • 消费模式校验(MessageModel)，消费开始位置(ConsumeFromWhere)，消费时间戳(默认是半小时之前)，队列分配策略(默认是AllocateMessageQueueAveragely)，订阅Topic和Subscription关系校验，消息监听器(MessageListener)校验等。
  • 将Consumer中的订阅关系拷贝到RebalanceImpl中，Consumer中订阅关系的来源主要包括DefaultMQPushConsumerImpl#subscribe方法获取，也会订阅重试topic，其主题名为%RETRY%+消费者组名，消费者启动时会自动订阅该主题
  • 如果是集群模式，则修改消费者名称为PID#时间戳
// org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#start
public synchronized void start() throws MQClientException {
  //...
  // 状态先设置为启动失败
  this.serviceState = ServiceState.START_FAILED;
  // 校验配置，ConsumerGroup校验，
  this.checkConfig();
  // 订阅关系copy到RebalanceImpl中
  this.copySubscription();
  // 如果是集群模式，消费者名称如果是DEFAULT，则会改成：PID#时间戳
  if (this.defaultMQPushConsumer.getMessageModel() == MessageModel.CLUSTERING) {
      this.defaultMQPushConsumer.changeInstanceNameToPID();
  }
  //...
}

第二步：

主要是初始化MQClientInstance、RebalanceImpl和pullAPIWrapper。

**MQClientInstance:**是消息拉取服务，主要用于拉取消息，同一个进程内的所有Consumer会使用同一个MQClientInstance

**RebalanceImpl:**是消费者负载均衡服务，用于确定消费者消费的消息队列以及负载均衡。

// org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#start
// 生成一个MQClientInstance
this.mQClientFactory = MQClientManager.getInstance().getOrCreateMQClientInstance(this.defaultMQPushConsumer, this.rpcHook);
// 设置消费者组
this.rebalanceImpl.setConsumerGroup(this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup());
// 消息消费模式
this.rebalanceImpl.setMessageModel(this.defaultMQPushConsumer.getMessageModel());
// 设置消息消费模式
this.rebalanceImpl.setAllocateMessageQueueStrategy(this.defaultMQPushConsumer.getAllocateMessageQueueStrategy());
// 设置MQClientInstance
this.rebalanceImpl.setmQClientFactory(this.mQClientFactory);
// 构建拉消息包装器
this.pullAPIWrapper = new PullAPIWrapper(
    mQClientFactory,
    this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup(), isUnitMode());
this.pullAPIWrapper.registerFilterMessageHook(filterMessageHookList);

第三步：

根据消息消费模式的不同设置不同的消息消费进度存储器(OffsetStore)，如果是广播模式，则使用LocalFileOffsetStore作为消息进度存储器，如果是集群模式则使用RemoteBrokerOffsetStore作为消息进度存储器。创建完成之后调用load()方法加载偏移量，如果是LocalFileOffsetStore将会从本地加载。

广播模式下：LocalFileOffsetStore将消费进度存储在Consumer本地的${user.home}/.rocketmq_offsets/clientId/consumerGroup/offsets.JSON文件中

集群模式下：RemoteBrokerOffsetStore将消费进度存储在Broker

// org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#start
if (this.defaultMQPushConsumer.getOffsetStore() != null) {
    this.offsetStore = this.defaultMQPushConsumer.getOffsetStore();
} else {
    switch (this.defaultMQPushConsumer.getMessageModel()) {
        case BROADCASTING:
            // 如果是广播模式，则使用LocalFileOffsetStore存储偏移量
            this.offsetStore = new LocalFileOffsetStore(this.mQClientFactory, this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup());
            break;
        case CLUSTERING:
            // 如果是集群模式，则使用RemoteBrokerOffsetStore存储偏移量
            this.offsetStore = new RemoteBrokerOffsetStore(this.mQClientFactory, this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup());
            break;
        default:
            break;
    }
    this.defaultMQPushConsumer.setOffsetStore(this.offsetStore);
}
// 如果是广播模式，则从本地文件load偏移量，如果是集群模式则是一个空实现
this.offsetStore.load();

第四步：

根据消息监听器的类型不同创建不同的消息消费服务(并发/顺序消息消费服务)，并启动。然后注册消费者组和消费者信息到MQClientInstance中的consumerTable中，注册成功后启动MQClientInstance客户端通信实例。

// org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#start
// 如果是顺序消费
if (this.getMessageListenerInner() instanceof MessageListenerOrderly) {
    this.consumeOrderly = true;
    this.consumeMessageService =
        new ConsumeMessageOrderlyService(this, (MessageListenerOrderly) this.getMessageListenerInner());
// 如果是并发消费
} else if (this.getMessageListenerInner() instanceof MessageListenerConcurrently) {
    this.consumeOrderly = false;
    this.consumeMessageService =
        new ConsumeMessageConcurrentlyService(this, (MessageListenerConcurrently) this.getMessageListenerInner());
}
this.consumeMessageService.start();
// 将自身注册到MQClientInstance
boolean registerOK = mQClientFactory.registerConsumer(this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup(), this);
// ...
mQClientFactory.start();

第五步：

// org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#start
// 向Namesrv拉取并更新当前消费者订阅topic路由信息
this.updateTopicSubscribeInfoWhenSubscriptionChanged();
// 随机选择一个Broker，发送检查客户端tag配置的请求，主要是检测Broker是否支持sql92类型的tag过滤以及SQL92的tag语法是否正确
this.mQClientFactory.checkClientInBroker();
// 给所有Broker发送心跳
this.mQClientFactory.sendHeartbeatToAllBrokerWithLock();
// 唤醒负载均衡服务rebalanceService，并进行rebalance
this.mQClientFactory.rebalanceImmediately();

总结

本篇文章我们介绍了Consumer的API，属性，接口和实现类，通过对这几部分的了解，我们能够对Consumer有一个整体的认识。我们还分析了DefaultMQPushConsumer的启动的源码，通过对DefaultMQPushConsumer#start开始逐渐深入分析DefaultMQPushConsumer的启动过程，能够帮助我们对Consumer消费消息一些关键的类如MQClientInstance，OffsetStore，RebalanceImpl，ConsumeMessageService由一个初步的认识，由助于我们后续详细了解这些服务的工作原理。

以上就是RocketMQ 源码分析之Consumer整体介绍启动分析的详细内容，更多关于RocketMQ Consumer源码解析的资料请关注其它相关文章！

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