五张图带你理解 RocketMQ 消费者启动过程

大家好，张图我是启动君哥。

今天来分享 RocketMQ 中一个关键的过程知识点，消费者的张图启动过程。

多数消息队列中，启动消费者和 Broker 通信的过程方式有两种，PUSH 模式和 PULL 模式：

PUSH 模式：Broker 主动把消息推送给订阅的张图消费者。PULL模式：消费者主动从 Broker 拉取消息。启动注意，过程RocketMQ 并没有真正实现 PUSH 模式，张图 RocketMQ 中的启动 PUSH 。 模式，过程本质上也是张图 PULL 模式，只是启动消费端封装了轮询过程，相当于开启一个定时线程不停地从 Broker 拉取消息，过程拉取到消息后唤醒本地业务线程来处理。本文讲解 PULL 模式的启动过程。涉及到到的启动过程如下图：

首先看下面这张图：

图中可以看出，消费者需要注册到 Name Server，拉取消息的时候可以从 Broker 主节点拉取，也可以从 Broker 从节点拉取。

在 RocketMQ 的源码中，源码下载拉模式有两个消费者相关的类，其中 DefaultMQPullCons umer 类已经被废弃，官方推荐使用 Defau ltLitePullConsumer 类。下面代码来自官方示例：

public static void main(String[] args) throws Exception {

DefaultLitePullConsumer litePullConsumer = new DefaultLitePullConsumer("lite_pull_consumer_test");

litePullConsumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);

litePullConsumer.subscribe("TopicTest", "*");

//启动方法

litePullConsumer.start();

try {

while (running) {

//这里可以看到，PULL 模式下消费者需要业务代码主动去拉取消息

ListmessageExts = litePullConsumer.poll();

System.out.printf("%s%n", messageExts);

}

} finally {

litePullConsumer.shutdown();

}

}

上面代码中消费者属于消费组 lite_pull _consumer_test，订阅了【TopicTest 】这个 Topic 下的所有 tag。下面一起看一下启动方法。下图是消费者启动过程中类调用关系图，图中心的 pullRequestQueu e 是核心，pull 请求会先发送到这个队列，然后循环地拉取处理。

检查启动配置

消费者启动时首先会检查配置，检查的配置项如下：

消费组名称是否合法。包括校验项包括【非空】、【长度小于等于255】、符合正则表达式【^[%|a-zA-Z0-9_-]+$】、【不等于 “DEFAULT_CO NSUMER”】。消息模式不能是空，包括集群和广播两种模式。MessageQueue 负载策略不能是空，包括：平均分配策略、循环分配策略、自定义分配策略、按照机房平均分配策略、云服务器按照机房就近分配策略、一致性 HASH 策略。长轮询模式下，消费者连接挂起时间不小于长轮询模式下 Broker 挂起时间，Broker 挂起时间默认 20s，官方不建议修改。

这部分源代码见 DefaultLitePullConsum erImpl#checkConfig。

修改消费者实例名称

如果是集群模式，实例名称改为【进程 ID + “ #” + 系统时间(纳秒 )】，代码如下：

//ClientConfig类

public void changeInstanceNameToPID() {

if (this.instanceName.equals("DEFAULT")) {

this.instanceName = UtilAll.getPid() + "#" + System.nanoTime();

}初始化 MQ 客户端

创建一个 MQClientInstance 实例，然后把消费者注册到 MQClientInstance。

private void initMQClientFactory() throws MQClientException {

this.mQClientFactory = MQClientManager.getInstance().getOrCreateMQClientInstance(this.defaultLitePullConsumer, this.rpcHook);

boolean registerOK = mQClientFactory.registerConsumer(this.defaultLitePullConsumer.getConsumerGroup(), this);

if (!registerOK) {

this.serviceState = ServiceState.CREATE_JUST;

throw new MQClientException("The consumer group[" + this.defaultLitePullConsumer.getConsumerGroup()

+ "] has been created before, specify another name please." + FAQUrl.suggestTodo(FAQUrl.GROUP_NAME_DUPLICATE_URL),

null);

}

}初始化负载均衡器

对 RebalanceLitePullImpl 实例初始化，给下面的参数赋值：

消费者名称。消息模型。MessageQueue 负载均衡策略。MQ 客户端，上节中初始化的 MQClientInstance 实例。

负载均衡线程启动后，默认每 20s 做一次负载均衡，见如下代码：

//RebalanceService 类

public void run() {

while (!this.isStopped()) {

//waitInterval 默认 20s，可以配置

this.waitForRunning(waitInterval);

this.mqClientFactory.doRebalance();

}

}初始化 Wrapper

PullAPIWrapper 这个 Wrapper 类是 MQ-ClientInstance 类的 Wrapper 类，类中 pullKernelImpl 方法对 MQClientInstance 类中的 pullMessage 方法进行了装饰，这个装饰类主要增加了下面功能：

获取 Broker 地址。检查 RocketMQ 版本。如果 Broker 是从节点，把 sysFlag 标记偏移量的香港云服务器位改为 0,(偏移量 0x1)。封装请求 header。获取 filterServer 地址(如果消费者是通过 filterServer 从 Broker 拉取消息，这里随机获取一个 filterServer 地址)。

代码如下 ：

//PullAPIWrapper

public PullResult pullKernelImpl(

//省略所有参数

) throws MQClientException, RemotingException, MQBrokerException, InterruptedException {

//1.获取 Broker 地址

FindBrokerResult findBrokerResult =

this.mQClientFactory.findBrokerAddressInSubscribe(mq.getBrokerName(),

this.recalculatePullFromWhichNode(mq), false);

//省略从 Name sever 更新本地 Broker 缓存逻辑

if (findBrokerResult != null) {

{

//2.检查 RocketMQ 版本

if (!ExpressionType.isTagType(expressionType)

&& findBrokerResult.getBrokerVersion() < MQVersion.Version.V4_1_0_SNAPSHOT.ordinal()) {

throw new MQClientException("The broker[" + mq.getBrokerName() + ", "

+ findBrokerResult.getBrokerVersion() + "] does not upgrade to support for filter message by " + expressionType, null);

}

}

int sysFlagInner = sysFlag;

if (findBrokerResult.isSlave()) {

//3.把偏移量的位改为 0,（偏移量 0x1）

sysFlagInner = PullSysFlag.clearCommitOffsetFlag(sysFlagInner);

}

//4.封装请求 header

PullMessageRequestHeader = new PullMessageRequestHeader();

//省略封装 requestHeader

String brokerAddr = findBrokerResult.getBrokerAddr();

if (PullSysFlag.hasClassFilterFlag(sysFlagInner)) {

//5.获取 filterServer 地址

brokerAddr = computePullFromWhichFilterServer(mq.getTopic(), brokerAddr);

}

PullResult pullResult = this.mQClientFactory.getMQClientAPIImpl().pullMessage(

brokerAddr,

requestHeader,

timeoutMillis,

communicationMode,

pullCallback);

return pullResult;

}

throw new MQClientException("The broker[" + mq.getBrokerName() + "] not exist", null);

}初始化 offset 存储器

offset 存储器的 UML 类图如下：

有两个实现类分别对应集群模式和广播模式，本文讨论的集群模式的实现类是 RemoteBrokerOffsetStore。offset 可以存储在本地或者远端服务器。

启动 MQ 客户端

启动 MQ 客户端主要包括如下步骤：

把 serviceState 改为 START_FAIL ED。初始化 Netty channel。启动定时任务，包括定时获取 Name Server 地址、从 Name Server 更新 Topic 路由信息、清理过期的 Broker、向 Broker 发送心跳、持久化 offset、定时调整线程池的数量(源码里面这个并没有实现逻辑)。启动拉取消息的线程，拉取线程的逻辑是从请求队列中不停地取出 pull 请求，然后将请求发送到 Broker 进行拉取消息，代码如下：//PullMessageService类

public void run() {

log.info(this.getServiceName() + " service started");

while (!this.isStopped()) {

try {

PullRequest pullRequest = this.pullRequestQueue.take();

this.pullMessage(pullRequest);

} catch (InterruptedException ignored) {

} catch (Exception e) {

log.error("Pull Message Service Run Method exception", e);

}

}

log.info(this.getServiceName() + " service end");

}

从下面的代码可以看出，PULL 拉取消息最终使用了 DefaultMQPushConsumer Impl，所以 PULL 模式和 PUSH 模式拉取消息的逻辑是一样的。

private void pullMessage(final PullRequest pullRequest) {

final MQConsumerInner consumer = this.mQClientFactory.selectConsumer(pullRequest.getConsumerGroup());

if (consumer != null) {

DefaultMQPushConsumerImpl impl = (DefaultMQPushConsumerImpl) consumer;

impl.pullMessage(pullRequest);

} else {

log.warn("No matched consumer for the PullRequest { }, drop it", pullRequest);

}

}

5.启动 MessageQueue 负载均衡线程。

6.启动生产者线程;7.把 serviceState 改为 Running。

7.源码参考 MQClientInstance#start。

启动定时任务

这个定时任务默认每 30s 执行一次，用于监听每个 Topic 下的 MessageQueue 是否发生变化。代码见 startScheduleTask 方法。

启动轨迹消息

轨迹消息主要用于跟踪消息发送、消息消费的轨迹，用于记录详细日志。代码如下：

//AsyncTraceDispatcher 类

public void start(String nameSrvAddr, AccessChannel accessChannel) throws MQClientException {

if (isStarted.compareAndSet(false, true)) {

traceProducer.setNamesrvAddr(nameSrvAddr);

traceProducer.setInstanceName(TRACE_INSTANCE_NAME + "_" + nameSrvAddr);

traceProducer.start();

}

this.accessChannel = accessChannel;

this.worker = new Thread(new AsyncRunnable(), "MQ-AsyncTraceDispatcher-Thread-" + dispatcherId);

this.worker.setDaemon(true);

this.worker.start();

this.registerShutDownHook();

}

这里不详细展开了，后面再单独讨论。

总结

本文通过源码分析讲解了 RocketMQ 中 PULL 模式下的消费者启动过程，在生产上使用比较多的还是 PUSH 模式，PULL 模式拉取消息的方法跟 PUSH 模式一样，不同的是 PULL 模式需要应用程序进行拉取动作，可以通过 PULL 模式的学习更容易的理解 PUSH 模式。最后，分析一个 PULL 模式启动过程涉及的 UML 类图：

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