一文带你理解 RocketMQ 广播模式实现机制

Posted 2022-07-19 不想秃头

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。