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一:RocketMQ源码分析之NameServer

1、RocketMQ组件概述

img_0914_01_1.png

  • NameServer
    NameServer 相当于配置中心,维护 Broker 集群、Broker 信息、Broker 存活信息、主题与队列信息等。NameServer 彼此之间不通信,每个 Broker 与集群内所有的 Nameserver 保持长连接。

2、源码分析NameServer

本文不对 NameServer 与 BrokerProducer 集群、Consumer 集群的网络通信做详细解读(该系列后续专门进行讲解)

本文重点关注 NameServer 作为 MQ 集群的配置中心存储什么信息。

2.1 源码分析 NamesrvController

NameserController 是 NameServer 模块的核心控制类。

2.1.1 NamesrvConfig

NamesrvConfig,主要指定 nameserver 的相关配置属性:

  • kvConfigPath(kvConfig.json)
  • mqhome/namesrv/namesrv.properties
  • orderMessageEnable,是否开启顺序消息功能,默认为 false

2.1.2 ScheduledExecutorService

private final ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.

NameServer 定时任务执行线程池,默认定时执行两个任务:

  • 任务1、每隔 10s 扫描 broker ,维护当前存活的 Broker 信息。
  • 任务2、每隔 10s 打印 KVConfig 信息。

2.1.3 KVConfigManager

读取或变更 NameServer 的配置属性,加载 NamesrvConfig 中配置的配置文件到内存,此类一个亮点就是使用轻量级的非线程安全容器,再结合读写锁对资源读写进行保护。尽最大程度提高线程的并发度。

2.1.4 RouteInfoManager

NameServer 数据的载体,记录 BrokerTopic 等信息。

    private final static long BROKER_CHANNEL_EXPIRED_TIME = 1000 * 60 * 2;                                         //@1
    private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();                                                      //@2
    private final HashMap<String/* topic */, List<QueueData>> topicQueueTable;                                   //@3
    private final HashMap<String/* brokerName */, BrokerData> brokerAddrTable;                                  //@4
    private final HashMap<String/* clusterName */, Set<String/* brokerName */>> clusterAddrTable;    //@5
    private final HashMap<String/* brokerAddr */, BrokerLiveInfo> brokerLiveTable;                                //@6

代码@1,NameServer 与 Broker 空闲时长,默认2分钟,在2分钟内 Nameserver 没有收到 Broker 的心跳包,则关闭该连接。

代码@2,读写锁,用来保护非线程安全容器 HashMap

代码@3,topicQueueTable,主题与队列关系,记录一个主题的队列分布在哪些 Broker 上,每个 Broker 上存在该主题的队列个数。QueueData 队列描述信息,对应如下属性:

private String brokerName;           // broker的名称

private int readQueueNums;           // 读队列个数

private int writeQueueNums;          // 写队列个数

private int perm;                    // 权限操作

代码@4,brokerAddrTable,所有 Broker 信息,使用 brokerName 当key, BrokerData 信息描述每一个 broker 信息。

// broker所属集群
private String cluster;                           

// broker name
private String brokerName;

//// broker 对应的IP:Port,brokerId=0表示Master,大于0表示Slave。             

代码@5,clusterAddrTablebroker 集群信息,每个集群包含哪些 Broker

代码@6,brokerLiveTable,当前存活的 Broker,该信息不是实时的,NameServer 每10S扫描一次所有的 broker,根据心跳包的时间得知 broker 的状态,该机制也是导致当一个 Broker 进程假死后,消息生产者无法立即感知,可能继续向其发送消息,导致失败(非高可用),如何保证消息发送高可用,请关关注该系列后续文章。

2.1.5 BrokerHousekeepingService

BrokerHouseKeepingService 实现 ChannelEventListener 接口,可以说是通道在发送异常时的回调方法(Nameserver 与 Broker 的连接通道在关闭、通道发送异常、通道空闲时),在上述数据结构中移除已宕机的 Broker

public interface ChannelEventListener {
    void onChannelConnect(final String remoteAddr, final Channel channel);

    void onChannelClose(final String remoteAddr, final Channel channel);

    void onChannelException(final String remoteAddr, final Channel channel);

    void onChannelIdle(final String remoteAddr, final Channel channel);

2.1.6 NettyServerConfig、RemotingServer 、ExecutorService

这三个属性与网络通信有关,NameServer 与 BrokerProducerConsume 之间的网络通信,基于 Netty 实现。本文借这个机会再次探究 Netty 线程模型与 Netty 实战技巧。

源码分析网络通讯之前,我们关注如下问题:

  • NettyServerConfig 的配置含义
  • Netty 线程模型中 EventLoopGroupEventExecutorGroup 之间的区别与作用
  • 在 Channel 的整个生命周期中,如何保证 Channel 的读写事件至始至终使用同一个线程处理

首先我们先过一下 NettyServerConfig 中的配置属性:

    private int listenPort = 8888;
    private int serverWorkerThreads = 8;
    private int serverCallbackExecutorThreads = 0;
    private int serverSelectorThreads = 3;
    private int serverOnewaySemaphoreValue = 256;
    private int serverAsyncSemaphoreValue = 64;
    private int serverChannelMaxIdleTimeSeconds = 120;

    private int serverSocketSndBufSize = NettySystemConfig.socketSndbufSize;
    private int serverSocketRcvBufSize = NettySystemConfig.socketRcvbufSize;

我们带着上面的疑问开始源码分析 org.apache.rocketmq.remoting.netty.NettyRemotingServer

1、 serverWorkerThreads

含义:业务线程池的线程个数,RocketMQ 按任务类型,每个任务类型会拥有一个专门的线程池,比如发送消息,消费消息,另外再加一个其他线程池(默认的业务线程池)。默认业务线程池,采用 fixed 类型,其线程名称:RemotingExecutorThread_。

作用范围:该参数目前主要用于 NameServer 的默认业务线程池,处理诸如 brokerproducer,consume 与 NameServer 的所有交互命令。

源码来源:org.apache.rocketmq.namesrv.NamesrvController

public boolean initialize() {

        this.kvConfigManager.load();

        this.remotingServer = new NettyRemotingServer(this.nettyServerConfig, this.brokerHousekeepingService);

        this.remotingExecutor =
            Executors.newFixedThreadPool(nettyServerConfig.getServerWorkerThreads(), new ThreadFactoryImpl("RemotingExecutorThread_"));   // @1

        this.registerProcessor();                 // @2

        this.scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                NamesrvController.this.routeInfoManager.scanNotActiveBroker();
            }
        }, 5, 10, TimeUnit.SECONDS);

        this.scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                NamesrvController.this.kvConfigManager.printAllPeriodically();
            }
        }, 1, 10, TimeUnit.MINUTES);

        return true;
    }

    private void registerProcessor() {
        if (namesrvConfig.isClusterTest()) {

            this.remotingServer.registerDefaultProcessor(new ClusterTestRequestProcessor(this, namesrvConfig.getProductEnvName()),
                this.remotingExecutor);
        } else {

            this.remotingServer.registerDefaultProcessor(new DefaultRequestProcessor(this), this.remotingExecutor);
        }

代码@1,创建一个线程容量为 serverWorkerThreads 的固定长度的线程池,该线程池供 DefaultRequestProcessor 类使用,实现具体的默认的请求命令处理。

代码@2,就是将 DefaultRequestProcessor 与代码@1创建的线程池绑定在一起。

具体的命令调用类:org.apache.rocketmq.remoting.netty.NettyRemotingAbstract

/**
     * Process incoming request command issued by remote peer.
     * @param ctx channel handler context.
     * @param cmd request command.
     */
    public void processRequestCommand(final ChannelHandlerContext ctx, final RemotingCommand cmd) {
        final Pair<NettyRequestProcessor, ExecutorService> matched = this.processorTable.get(cmd.getCode());
        final Pair<NettyRequestProcessor, ExecutorService> pair = null == matched ? this.defaultRequestProcessor : matched;
        final int opaque = cmd.getOpaque();

        if (pair != null) {
            Runnable run = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        RPCHook rpcHook = NettyRemotingAbstract.this.getRPCHook();
                        if (rpcHook != null) {
                            rpcHook.doBeforeRequest(RemotingHelper.parseChannelRemoteAddr(ctx.channel()), cmd);
                        }

                        final RemotingCommand response = pair.getObject1().processRequest(ctx, cmd);
                        if (rpcHook != null) {
                            rpcHook.doAfterResponse(RemotingHelper.parseChannelRemoteAddr(ctx.channel()), cmd, response);
                        }

                        if (!cmd.isOnewayRPC()) {
                            if (response != null) {
                                response.setOpaque(opaque);
                                response.markResponseType();
                                try {
                                    ctx.writeAndFlush(response);
                                } catch (Throwable e) {
                                    PLOG.error("process request over, but response failed", e);
                                    PLOG.error(cmd.toString());
                                    PLOG.error(response.toString());
                                }
                            } else {

                            }
                        }
                    } catch (Throwable e) {
                        PLOG.error("process request exception", e);
                        PLOG.error(cmd.toString());

                        if (!cmd.isOnewayRPC()) {
                            final RemotingCommand response = RemotingCommand.createResponseCommand(RemotingSysResponseCode.SYSTEM_ERROR, //
                                RemotingHelper.exceptionSimpleDesc(e));
                            response.setOpaque(opaque);
                            ctx.writeAndFlush(response);
                        }
                    }
                }
            };

            if (pair.getObject1().rejectRequest()) {
                final RemotingCommand response = RemotingCommand.createResponseCommand(RemotingSysResponseCode.SYSTEM_BUSY,
                    "[REJECTREQUEST]system busy, start flow control for a while");
                response.setOpaque(opaque);
                ctx.writeAndFlush(response);
                return;
            }

            try {
                final RequestTask requestTask = new RequestTask(run, ctx.channel(), cmd);
                pair.getObject2().submit(requestTask);
            } catch (RejectedExecutionException e) {
                if ((System.currentTimeMillis() % 10000) == 0) {
                    PLOG.warn(RemotingHelper.parseChannelRemoteAddr(ctx.channel()) //
                        + ", too many requests and system thread pool busy, RejectedExecutionException " //
                        + pair.getObject2().toString() //
                        + " request code: " + cmd.getCode());
                }

                if (!cmd.isOnewayRPC()) {
                    final RemotingCommand response = RemotingCommand.createResponseCommand(RemotingSysResponseCode.SYSTEM_BUSY,
                        "[OVERLOAD]system busy, start flow control for a while");
                    response.setOpaque(opaque);
                    ctx.writeAndFlush(response);
                }
            }
        } else {
            String error = " request type " + cmd.getCode() + " not supported";
            final RemotingCommand response =
                RemotingCommand.createResponseCommand(RemotingSysResponseCode.REQUEST_CODE_NOT_SUPPORTED, error);
            response.setOpaque(opaque);
            ctx.writeAndFlush(response);
            PLOG.error(RemotingHelper.parseChannelRemoteAddr(ctx.channel()) + error);
        }

该方法比较简单,该方法其实就是一个具体命令的处理模板(模板方法),具体的命令实现由各个子类实现,该类的主要责任就是将命令封装成一个线程对象,然后丢到线程池去执行。

2、serverCallbackExecutorThreads

含义:Netty public 任务线程池格式。线程名称:NettyServerPublicExecutor_。

源码来源:org.apache.rocketmq.remoting.netty.NettyRemotingServer

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img_0914_01_3.png

3、serverSelectorThreads

含义:Netty IO 线程个数,Selector 所在的线程个数,也就主从 Reactor 模型中的从 Reactor 线程数量 。

线程名称:NettyServerNIOSelector_。

作用范围:broker,product,consume 服务端的IO线程数量。

源码来源:org.apache.rocketmq.remoting.netty.NettyRemotingServer

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4、serverOnewaySemaphoreValue、 serverAsyncSemaphoreValue

含义:服务端 oneWay(单向执行)、异步调用的信号量(并发度)。

源码来源:org.apache.rocketmq.remoting.netty.NettyRemotingServer

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org.apache.rocketmq.remoting.netty.NettyRemotingAbstract

img_0914_01_6.png

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备注:单向(Oneway)发送特点为只负责发送消息,不等待服务器回应且没有回调函数触发,即只发送请求不等待应答。

应用场景适用于某些耗时非常短,但对可靠性要求并不高的场景,例如日志收集。

5、 其他配置参数

// 通道空闲时间,默认120S, 通过Netty的IdleStateHandler实现
private int serverChannelMaxIdleTimeSeconds = 120;    


// socket发送缓存区大小
private int serverSocketSndBufSize = NettySystemConfig.socketSndbufSize;  

// socket接收缓存区大小
private int serverSocketRcvBufSize = NettySystemConfig.socketRcvbufSize;  

// 是否使用PooledByteBuf(可重用,缓存ByteBuf)

本文关主要分析了 Nameserver 作为 RocketMQ 的注册中心,主要存储了哪些信息,如何存储以及其核心参数。


备注:本文是《RocketMQ技术内幕》的前期素材,建议关注笔者的书籍:《RocketMQ技术内幕》。

作者:唯有坚持不懈 | 出处:http://39sd.cn/9E281

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