RocketMQ Push 消费模型
磊叔的技术博客 人气:0Push 模式是指由 Server 端来控制消息的推送，即当有消息到 Server 之后，会将消息主动投递给 client(Consumer 端)。
使用 DefaultMQPushConsumer 消费消息
下面是使用 DefaultMQPushConsumer 消费消息的官方示例代码：
// 初始化consumer，并设置consumer group name
DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer("MyGroup");
// 设置NameServer地址
consumer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
//订阅一个或多个topic，并指定tag过滤条件，这里指定*表示接收所有tag的消息
consumer.subscribe("TopicTest", "*");
//注册回调接口来处理从Broker中收到的消息
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);
// 返回消息消费状态，ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS 为消费成功
return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
}
});
// 启动Consumer
consumer.start();
这里看到主要是通过 consumer 注册回调接口来处理从 Broker 中收到的消息。这种监听回调的机制很容易想到是一种观察者模式或者事件机制；对于这种 C-S 模型的架构来说，如果要做到 Server 在有新消息时立即推送给 Client，那么 Client 和 Server 之间应该是有连接存在的，Client 端开放端口来 watch Server 的推送。这里好论证，即可以查看当前 Client 端所在进程开启了什么端口即可，通过如下指令查看：
- 1、先通过 jps 查看 Consumer Client 的进程号
➜ rocketmq-4.9.4 git:(06f2208a3) jps 10722 Jps 4676 rocketmq-dashboard-1.0.1-SNAPSHOT.jar 1766 4121 BrokerStartup 4009 NamesrvStartup 9419 PushConsumer 9692 RemoteMavenServer36
可以看到 PushConsumer 的进程号是 9419
- 2、通过 lsof 命令查看进程端口占用
➜ rocketmq-4.9.4 git:(06f2208a3) lsof -nP -p 9419| grep LISTEN ➜
这里没有看到 PushConsumer 有开启端口。同样，这里可以看看 Broker 的进程端口占用
➜ rocketmq-4.9.4 git:(06f2208a3) lsof -nP -p 4121| grep LISTEN java 4121 glmapper 137u IPv6 0xca1142b0f200067d 0t0 TCP *:10912 (LISTEN) java 4121 glmapper 141u IPv6 0xca1142b0f1fc8cfd 0t0 TCP *:10911 (LISTEN) java 4121 glmapper 142u IPv6 0xca1142b0f1fc935d 0t0 TCP *:10909 (LISTEN)
所以得到一个初步的结论是，在 Push 模式下，Consumer Client 并没有启动端口来接收 Server 的消息推送。 那么 RocketMQ 是怎么实现的？
基于长轮询机制的伪 push 实现
真正的 Push 方式，是 Server 端接收到消息后，主动把消息推送给 Client 端，这种情况一般需要 Client 和 Server 之间建立长连接。通过前面的分析，Client 既然没有开启端口用于接收 Server 的信息推送，那么只有一种可能就是 Client 自己去拉了消息，但是这种主动拉消息的方式是对于用户无感的，从使用上体验上来看，做到了和 push 一样的效果；这种机制就是“长轮询”。
为啥不用长连接方式，让 Server 主动 Push 呢？其实很好理解，对于一个提供队列服务的 Server 来说，用 Push方式主动推送有两个问题：
- 1、会增加 Server 端的工作量，进而影响 Server 的性能
- 2、Client 的处理能力存在差异，Client 的状态不受 Server 控制，如果 Client 不能及时处理 Server 推送过来的消息，会造成各种潜在问题
客户端侧发起的长轮询请求
下图是初始化相关资源的过程，DefaultMQPushConsumer 是面向用户使用的 API client 类，内部处理实际上是委托给 DefaultMQPushConsumerImpl 来处理的。DefaultMQPushConsumerImpl#start 时，会初始化 MQClientInstance ，MQClientInstance 初始化过程中又会初始化一堆资源，比如请求-响应的通道，开启各种各样的调度任务（定期拉去 NameServerAddress、定期更新 Topic 路由信息、定期清理 Offline状态的 Broker、定期发送心跳给 Broker、定期持久化所有 Consumer Offset等等），开启 pullMessageService，开启 rebalance Service 等等。大致的调用链如下图
下面这个代码片段是 pullMessageService 的 run 方法（pullMessageService 是 Runnable 子类）
@Override
public void run() {
log.info(this.getServiceName() + " service started");
while (!this.isStopped()) {
try {
// 从 pullRequestQueue 中取 pullRequest
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");
}
通过代码，可以直观的看起，pullMessageService 会一直从 pullRequestQueue 中取 pullRequest，然后执行 pullMessage 请求。实际上 MessageQueue 是和 pullRequest 一一对应的 ，pullRequest 全部存储到该 Consumer 的 pullRequestQueue 队列里面；消费者会不停的从 PullRequest 的队列里取 request 然后向broker 请求消息。
这里还有一个问题是队列取出之后什么时候放回去的？在 pullMessage 的回调方法中，如果正常得到了 broker 的响应，那么会把 PullRequest放回队列，相关代码可以从 org.apache.rocketmq.client.consumer.PullCallbackonSuccess 方法中得到答案。
服务端阻塞请求
服务端处理 pullRequest 请求的是 PullMessageProcessor，当没有消息时，则通过 PullRequestHoldService 将当前请求先 hold 住。
case ResponseCode.PULL_NOT_FOUND:
if (brokerAllowSuspend && hasSuspendFlag) {
long pollingTimeMills = suspendTimeoutMillisLong;
// 如果是 LongPolling，则 hold 住
if (!this.brokerController.getBrokerConfig().isLongPollingEnable()) {
pollingTimeMills = this.brokerController.getBrokerConfig().getShortPollingTimeMills();
}
String topic = requestHeader.getTopic();
long offset = requestHeader.getQueueOffset();
int queueId = requestHeader.getQueueId();
PullRequest pullRequest = new PullRequest(request, channel, pollingTimeMills,
this.brokerController.getMessageStore().now(), offset, subscriptionData, messageFilter);
this.brokerController.getPullRequestHoldService().suspendPullRequest(topic, queueId, pullRequest);
response = null;
break;
}
PullRequestHoldService 中会将所有的 PullRequest 缓存到 pullRequestTable。PullRequestHoldService 也是一个 task，默认每次 hold 5s 然后再去检查是否有新的消息过来，如果有新的消息到来，则唤醒对应的线程来将消息返回给客户端。
// 已省略无关代码
public void run() {
// loop
while (!this.isStopped()) {
// default hold 5s
if (this.brokerController.getBrokerConfig().isLongPollingEnable()) {
this.waitForRunning(5 * 1000);
} else {
this.waitForRunning(this.brokerController.getBrokerConfig().getShortPollingTimeMills());
}
long beginLockTimestamp = this.systemClock.now();
// 检查是否有新的消息到达
this.checkHoldRequest();
long costTime = this.systemClock.now() - beginLockTimestamp;
if (costTime > 5 * 1000) {
log.info("[NOTIFYME] check hold request cost {} ms.", costTime);
}
}
}
客户端回调处理
我们在编写 consumer 代码时，基于 push 模式是通过如下方式来监听消息的
//注册回调接口来处理从Broker中收到的消息
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);
// 返回消息消费状态，ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS 为消费成功
return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
}
});
通过前面的分析，对于如何通过“长轮询”实现伪“push” 有了大概得了解；客户端通过一个定时任务不断向 Broker 发请求，Broker 在没有消息时先 hold 住一小段时间，当有新的消息时会立即将消息返回给 consumer；本节就主要探讨 consumer 在收到消息之后的处理逻辑，以及是怎么触发 MessageListener 回调执行的。
客户端发起请求的底层逻辑
以异步调用为例，代码在
org.apache.rocketmq.client.impl.MQClientAPIImpl#pullMessageAsync中，截取部分代码如下：
this.remotingClient.invokeAsync(addr, request, timeoutMillis, new InvokeCallback() {
@Override
public void operationComplete(ResponseFuture responseFuture) {
RemotingCommand response = responseFuture.getResponseCommand();
if (response != null) {
try {
PullResult pullResult = MQClientAPIImpl.this.processPullResponse(response, addr);
assert pullResult != null;
// 成功回调
pullCallback.onSuccess(pullResult);
} catch (Exception e) {
// 异常回调
pullCallback.onException(e);
}
} else {
if (!responseFuture.isSendRequestOK()) {
// 异常回调
pullCallback.onException(new MQClientException("send request failed to " + addr + ". Request: " + request, responseFuture.getCause()));
} else if (responseFuture.isTimeout()) {
// 异常回调
pullCallback.onException(new MQClientException("wait response from " + addr + " timeout :" + responseFuture.getTimeoutMillis() + "ms" + ". Request: " + request,
responseFuture.getCause()));
} else {
// 异常回调
pullCallback.onException(new MQClientException("unknown reason. addr: " + addr + ", timeoutMillis: " + timeoutMillis + ". Request: " + request, responseFuture.getCause()));
}
}
}
});
PullCallback 回调
PullCallback 回调逻辑在 org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#pullMessage方法中，以正常返回消息为例：
// 已省略无关代码
public void onSuccess(PullResult pullResult) {
// 将接收到的消息 交给 consumeMessageService 处理
DefaultMQPushConsumerImpl.this.consumeMessageService.submitConsumeRequest(
pullResult.getMsgFoundList(),
processQueue,
pullRequest.getMessageQueue(),
dispatchToConsume);
// 将 pullRequest 放回 pullRequestQueue
DefaultMQPushConsumerImpl.this.executePullRequestImmediately(pullRequest);
}
ConsumeRequest 是一个 Runnable，submitConsumeRequest 就是将返回结果丢在一个单独的线程池中去处理返回结果的。ConsumeRequest 的 run 方法中，会拿到 messageListener，然后执行 consumeMessage 方法。
总结
到此，关于 RocketMQ push 消费模型基本就探讨完了。从实现机制上来看，push 本质上并不是在建立双向通道的前提下，由 Server 主动推送给 Client 的，而是由 Client 端触发 pullRequest 请求，以长轮询的方式“伪装”的结果。从代码上来，RocketMQ 代码中使用了非常多的异步机制，如 pullRequestQueue 来解耦发送请求和等待结果，各种定时任务等等。
整体看，PushConsumer 采用了 长轮询+超时时间+Pull的模式， 这种方式带来的好处总结如下 ：
- 1、减少 Broker 的压力，避免由于不同 Consumer 消费能力导致 Broker 出现问题
- 2、确保了 Consumer 不会负载过高，Consumer 在校验自己的缓存消息没有超过阈值才会去从 Broker 拉取消息，Broker 不会主动推过来
- 3、兼顾了消息的即时性，Broker 在没有消息的时候会先 hold 一小段时间，有消息会立即唤起线程将消息返回给 Consumer
- 4、Broker 端无效请求的次数大大降低，Broker 在没有消息时会挂起 PullRequest，而 Consumer 在未接收到Response 且未超时时，也不会重新发起 PullRequest
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