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一文带你理解 RocketMQ 广播模式实现机制
丶龙八夷
发布于 2023-7-21 11:29
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大家好，我是君哥。今天聊聊 RocketMQ 的广播消息实现机制。
RocketMQ 有两种消费模式，集群模式和广播模式。
集群模式是指 RocketMQ 中的一条消息只能被同一个消费者组中的一个消费者消费。如下图，Producer 向 TopicTest 这个 Topic 并发写入 3 条新消息，分别被分配到了 MessageQueue1~MessageQueue3 这 3 个队列，然后 Group 中的三个 Consumer 分别消费了一条消息：
广播模式是 RocketMQ 中的消息会被消费组中的每个消费者都消费一次，如下图：
使用 RocketMQ 的广播模式时，需要在消费端进行定义，下面是一段官方示例：
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, MQClientException {
DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer("please_rename_unique_group_name_1");
consumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);
consumer.setMessageModel(MessageModel.BROADCASTING);
consumer.subscribe("TopicTest", "TagA || TagC || TagD");
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("Broadcast Consumer Started.%n");
}从代码中可以看到，在定义 Consumer 时，通过 messageModel 这个属性指定消费模式，这里指定为 BROADCASTING，也就启动了广播模式的消费者。
1 消费者启动
以 RocketMQ 推模式为例，看一下消费者调用关系类图：
DefaultMQPushConsumer 作为启动入口类，它的 start 方法调用了 DefaultMQPushConsumerImpl 类的 start 方法，下面重点看一下这个方法。
1.1 拷贝订阅关系
start 方法中调用了 copySubscription 方法，代码如下：
private void copySubscription() throws MQClientException {
try {
//拷贝订阅关系
switch (this.defaultMQPushConsumer.getMessageModel()) {
case BROADCASTING:
break;
case CLUSTERING:
final String retryTopic = MixAll.getRetryTopic(this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup());
SubscriptionData subscriptionData = FilterAPI.buildSubscriptionData(retryTopic, SubscriptionData.SUB_ALL);
this.rebalanceImpl.getSubscriptionInner().put(retryTopic, subscriptionData);
break;
default:
break;
}
} catch (Exception e) {
throw new MQClientException("subscription exception", e);
}
}这里的代码有一点需要注意：集群模式会创建一个重试 Topic 的订阅关系，而广播模式是不会创建这个订阅关系的。也就是说广播模式不考虑重试。
1.2 初始化偏移量
下面是初始化 offset 的代码：
if (this.defaultMQPushConsumer.getOffsetStore() != null) {
this.offsetStore = this.defaultMQPushConsumer.getOffsetStore();
} else {
switch (this.defaultMQPushConsumer.getMessageModel()) {
case BROADCASTING:
this.offsetStore = new LocalFileOffsetStore(this.mQClientFactory, this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup());
break;
case CLUSTERING:
this.offsetStore = new RemoteBrokerOffsetStore(this.mQClientFactory, this.defaultMQPushConsumer.getConsumerGroup());
break;
default:
break;
}
this.defaultMQPushConsumer.setOffsetStore(this.offsetStore);
}从上面的代码可以看到，广播模式使用了 LocalFileOffsetStore，也就是说偏移量保存在客户端本地，除了在内存中会保存，在本地文件中也会保存。
2 消息拉取
ConsumeMessageService 是真正拉取消息的地方，消费者初始化时会初始化 ConsumeMessageService，并且这里会区分并发消息还是顺序消息。
2.1 顺序消息
在集群模式下，需要获取到 processQueue 的锁才会拉取消息，而在广播模式下，不用获取锁，直接就可以拉取消息。判断逻辑如下：
//ConsumeMessageOrderlyService.ConsumeRequest
final Object objLock = messageQueueLock.fetchLockObject(this.messageQueue);
synchronized (objLock) {
if (MessageModel.BROADCASTING.equals(ConsumeMessageOrderlyService.this.defaultMQPushConsumerImpl.messageModel())
|| (this.processQueue.isLocked() && !this.processQueue.isLockExpired())) {
}
}这里有个疑问，对于顺序消息，获取锁是必须的，这样才能保证一个 processQueue 只能由一个线程进行处理，从而保证消费的顺序性。那对于广播模式，为什么不用获取 processQueue 的锁呢？难道广播模式不支持顺序消息？
2.2 并发消息
对于并发消息，广播模式不同的是，对消费结果的处理。集群模式消费失败后需要把消息发送回 Broker 等待再次被拉取，而广播模式则不需要重试。代码如下：
//ConsumeMessageConcurrentlyService.rocessConsumeResult
switch (this.defaultMQPushConsumer.getMessageModel()) {
case BROADCASTING:
for (int i = ackIndex + 1; i < consumeRequest.getMsgs().size(); i++) {
MessageExt msg = consumeRequest.getMsgs().get(i);
log.warn("BROADCASTING, the message consume failed, drop it, {}", msg.toString());
}
break;
case CLUSTERING:
List<MessageExt> msgBackFailed = new ArrayList<MessageExt>(consumeRequest.getMsgs().size());
for (int i = ackIndex + 1; i < consumeRequest.getMsgs().size(); i++) {
MessageExt msg = consumeRequest.getMsgs().get(i);
boolean result = this.sendMessageBack(msg, context);
if (!result) {
msg.setReconsumeTimes(msg.getReconsumeTimes() + 1);
msgBackFailed.add(msg);
}
}
if (!msgBackFailed.isEmpty()) {
consumeRequest.getMsgs().removeAll(msgBackFailed);
this.submitConsumeRequestLater(msgBackFailed, consumeRequest.getProcessQueue(), consumeRequest.getMessageQueue());
}
break;
default:
break;
}这再次说明，广播模式是不支持消息重试的。
3 重平衡
在消费者启动过程中，会调用 RebalanceService 的 start 方法，进行重平衡。从重平衡的代码中可以看到，广播模式消费者会消费所有 MessageQueue，而集群模式下会根据负载均衡策略选择其中几个 MessageQueue。代码如下：
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);
//省略部分逻辑
} else {
}
break;
}
case CLUSTERING: {
Set<MessageQueue> mqSet = this.topicSubscribeInfoTable.get(topic);
List<String> cidAll = this.mQClientFactory.findConsumerIdList(topic, consumerGroup);
//省略部分逻辑
if (mqSet != null && cidAll != null) {
//省略部分逻辑
try {
allocateResult = strategy.allocate(
this.consumerGroup,
this.mQClientFactory.getClientId(),
mqAll,
cidAll);
} catch (Throwable e) {
return;
}
Set<MessageQueue> allocateResultSet = new HashSet<MessageQueue>();
if (allocateResult != null) {
allocateResultSet.addAll(allocateResult);
}
boolean changed = this.updateProcessQueueTableInRebalance(topic, allocateResultSet, isOrder);
//省略部分逻辑
}
break;
}
default:
break;
}
}上面 updateProcessQueueTableInRebalance 这个方法调用前，要获取到需要消费的 MessageQueue 集合。广播模式下，直接取了订阅的 Topic 下的所有集合元素，而集群模式下，则需要通过负责均衡获取当前消费者自己要消费的 MessageQueue 集合。
4 总结
本文主要讲解了 RocketMQ 广播消息的实现机制，理解广播消息，要把握下面几点:
1.偏移量保存在消费者本地内存和文件中；
2.广播消息不支持重试；
3.从源码上看，广播模式并不能支持顺序消息；
4.广播模式消费者订阅了 Topic 下的所有 MessageQueue，不会重平衡。
文章转载自公众号：君哥聊技术
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已于2023-7-21 11:29:38修改
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