大家好，我是君哥。今天分享一道有意思的面試題。

面試官：RocketMQ 消息積壓了，增加消費(fèi)者有用嗎?

我：這個(gè)要看具體的場景，不同的場景下情況是不一樣的。

面試官：可以詳細(xì)說一下嗎?

我：如果消費(fèi)者的數(shù)量小于 MessageQueue 的數(shù)量，增加消費(fèi)者可以加快消息消費(fèi)速度，減少消息積壓。比如一個(gè) Topic 有 4 個(gè) MessageQueue，2 個(gè)消費(fèi)者進(jìn)行消費(fèi)，如果增加一個(gè)消費(fèi)者，明細(xì)可以加快拉取消息的頻率。如下圖：

如果消費(fèi)者的數(shù)量大于等于 MessageQueue 的數(shù)量，增加消費(fèi)者是沒有用的。比如一個(gè) Topic 有 4 個(gè) MessageQueue，并且有 4 個(gè)消費(fèi)者進(jìn)行消費(fèi)。如下圖：

面試官：你說的第一種情況，增加消費(fèi)者一定能加快消息消費(fèi)的速度嗎?

我：這...，一般情況下是可以的。

面試官：有特殊的情況嗎?

我：當(dāng)然有。消費(fèi)者消息拉取的速度也取決于本地消息的消費(fèi)速度，如果本地消息消費(fèi)的慢，就會(huì)延遲一段時(shí)間后再去拉取。

面試官：在什么情況下消費(fèi)者會(huì)延遲一段時(shí)間后后再去拉取呢?

我：消費(fèi)者拉取的消息存在 ProcessQueue，消費(fèi)者是有流量控制的，如果出現(xiàn)下面三種情況，就不會(huì)主動(dòng)去拉取：

ProcessQueue 保存的消息數(shù)量超過閾值(默認(rèn) 1000，可以配置)；

ProcessQueue 保存的消息大小超過閾值(默認(rèn) 100M，可以配置)；

對(duì)于非順序消費(fèi)的場景，ProcessQueue 中保存的最后一條和第一條消息偏移量之差超過閾值(默認(rèn) 2000，可以配置)。

這部分源碼請(qǐng)參考類：org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl。

面試官：還有其他情況嗎?

我：對(duì)于順序消費(fèi)的場景，ProcessQueue 加鎖失敗，也會(huì)延遲拉取，這個(gè)延遲時(shí)間是 3s。

面試官：消費(fèi)者延遲拉取消息，一般可能是什么原因?qū)е碌哪?

我：其實(shí)延遲拉取的本質(zhì)就是消費(fèi)者消費(fèi)慢，導(dǎo)致下次去拉取的時(shí)候 ProcessQueue 中積壓的消息超過閾值。以下面這張架構(gòu)圖為例：

消費(fèi)者消費(fèi)慢，可是能下面的原因：

消費(fèi)者處理的業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜，耗時(shí)很長；

消費(fèi)者有慢查詢，或者數(shù)據(jù)庫負(fù)載高導(dǎo)致響應(yīng)慢；

緩存等中間件響應(yīng)慢，比如 Redis 響應(yīng)慢；

調(diào)用外部服務(wù)接口響應(yīng)慢。

面試官：對(duì)于外部接口響應(yīng)慢的情況，有什么應(yīng)對(duì)措施嗎?

我：這個(gè)要分情況討論。

如果調(diào)用外部系統(tǒng)只是一個(gè)通知，或者調(diào)用外部接口的結(jié)果并不處理，可以采用異步的方式，異步邏輯里采用重試的方式保證接口調(diào)成功。

如果外部接口返回結(jié)果必須要處理，可以考慮接口返回的結(jié)果是否可以緩存默認(rèn)值(要考慮業(yè)務(wù)可行)，在調(diào)用失敗后采用快速降級(jí)的方式，使用默認(rèn)值替代返回接口返回值。

如果這個(gè)接口返回結(jié)果必須要處理，并且不能緩存，可以把拉取到的消息存入本地然后給 Broker 直接返回 CONSUME_SUCCESS。等外部系統(tǒng)恢復(fù)正常后再從本地取出來進(jìn)行處理。

面試官：如果消費(fèi)者數(shù)小于 MessageQueue 數(shù)量，并且外部系統(tǒng)響應(yīng)正常，為了快速消費(fèi)積壓消息而增加消費(fèi)者，有什么需要考慮的嗎?

我：外部系統(tǒng)雖然響應(yīng)正常，但是增加多個(gè)消費(fèi)者后，外部系統(tǒng)的接口調(diào)用量會(huì)突增，如果達(dá)到吞吐量上限，外部系統(tǒng)會(huì)響應(yīng)變慢，甚至被打掛。

同時(shí)也要考慮本地?cái)?shù)據(jù)庫、緩存的壓力，如果數(shù)據(jù)庫響應(yīng)變慢，處理消息的速度就會(huì)變慢，起不到緩解消息積壓的作用。

面試官：新增加了消費(fèi)者后，怎么給它分配 MessageQueue 呢?

我：Consumer 在拉取消息之前，需要對(duì) MessageQueue 進(jìn)行負(fù)載操作。RocketMQ 使用一個(gè)定時(shí)器來完成負(fù)載操作，默認(rèn)每間隔 20s 重新負(fù)載一次。

面試官：能詳細(xì)說一下都有哪些負(fù)載策略嗎?

我：RocketMQ 提供了 6 種負(fù)載策略，依次來看一下。

平均負(fù)載策略：

把消費(fèi)者進(jìn)行排序；

計(jì)算每個(gè)消費(fèi)者可以平均分配的 MessageQueue 數(shù)量；

如果消費(fèi)者數(shù)量大于 MessageQueue 數(shù)量，多出的消費(fèi)者就分不到；

如果不可以平分，就使用 MessageQueue 總數(shù)量對(duì)消費(fèi)者數(shù)量求余數(shù) mod；

對(duì)前 mod 數(shù)量消費(fèi)者，每個(gè)消費(fèi)者加一個(gè)，這樣就獲取到了每個(gè)消費(fèi)者分配的 MessageQueue 數(shù)量。

比如 4 個(gè) MessageQueue 和 3 個(gè)消費(fèi)者的情況：

源代碼的邏輯非常簡單，如下：

// AllocateMessageQueueAveragely 這個(gè)類
// 4 個(gè) MessageQueue 和 3 個(gè)消費(fèi)者的情況，假如第一個(gè)，index = 0
int index = cidAll.indexOf(currentCID);
// mod = 1
int mod = mqAll.size() % cidAll.size();
// averageSize = 2
int averageSize =
    mqAll.size() <= cidAll.size() ? 1 : (mod > 0 && index < mod ? mqAll.size() / cidAll.size()
                                         + 1 : mqAll.size() / cidAll.size());
// startIndex = 0
int startIndex = (mod > 0 && index < mod) ? index * averageSize : index * averageSize + mod;
// range = 2,所以第一個(gè)消費(fèi)者分配到了2個(gè)
int range = Math.min(averageSize, mqAll.size() - startIndex);
for (int i = 0; i < range; i++) {
    result.add(mqAll.get((startIndex + i) % mqAll.size()));
}

循環(huán)分配策略:

這個(gè)很容易理解，遍歷消費(fèi)者，把 MessageQueue 分一個(gè)給遍歷到的消費(fèi)者，如果 MessageQueue 數(shù)量比消費(fèi)者多，需要進(jìn)行多次遍歷，遍歷次數(shù)等于 (MessageQueue 數(shù)量/消費(fèi)者數(shù)量)，還是以 4 個(gè) MessageQueue 和 3 個(gè)消費(fèi)者的情況，如下圖：

源代碼如下：

//AllocateMessageQueueAveragelyByCircle 這個(gè)類
//4 個(gè) MessageQueue 和 3 個(gè)消費(fèi)者的情況，假如第一個(gè)，index = 0
int index = cidAll.indexOf(currentCID);
for (int i = index; i < mqAll.size(); i++) {
    if (i % cidAll.size() == index) {
        //i == 0 或者 i == 3 都會(huì)走到這里
        result.add(mqAll.get(i));
    }
}

自定義分配策略：

這種策略在消費(fèi)者啟動(dòng)的時(shí)候可以指定消費(fèi)哪些 MessageQueue?？梢詤⒖枷旅娲a：

AllocateMessageQueueByConfig allocateMessageQueueByConfig = new AllocateMessageQueueByConfig();
//綁定消費(fèi) messageQueue1
allocateMessageQueueByConfig.setMessageQueueList(Arrays.asList(new MessageQueue("messageQueue1","broker1",0)));
consumer.setAllocateMessageQueueStrategy(allocateMessageQueueByConfig);
consumer.start();

按照機(jī)房分配策略：

這種方式 Consumer 只消費(fèi)指定機(jī)房的 MessageQueue，如下圖：Consumer0、Consumer1、Consumer2 綁定 room1 和 room2 這兩個(gè)機(jī)房，而 room3 這個(gè)機(jī)房沒有消費(fèi)者。

Consumer 啟動(dòng)的時(shí)候需要綁定機(jī)房名稱。可以參考下面代碼：

AllocateMessageQueueByMachineRoom allocateMessageQueueByMachineRoom = new AllocateMessageQueueByMachineRoom();
//綁定消費(fèi) room1 和 room2 這兩個(gè)機(jī)房
allocateMessageQueueByMachineRoom.setConsumeridcs(new HashSet<>(Arrays.asList("room1","room2")));
consumer.setAllocateMessageQueueStrategy(allocateMessageQueueByMachineRoom);
consumer.start();

這種策略 broker 的命名必須按照格式：機(jī)房名@brokerName，因?yàn)橄M(fèi)者分配隊(duì)列的時(shí)候，首先按照機(jī)房名稱過濾出所有的 MessageQueue，然后再按照平均分配策略進(jìn)行分配。

//AllocateMessageQueueByMachineRoom 這個(gè)類
List<MessageQueue> premqAll = new ArrayList<MessageQueue>();
for (MessageQueue mq : mqAll) {
    String[] temp = mq.getBrokerName().split("@");
    if (temp.length == 2 && consumeridcs.contains(temp[0])) {
        premqAll.add(mq);
    }
}
//上面按照機(jī)房名稱過濾出所有的 MessageQueue 放入premqAll，后面就是平均分配策略

按照機(jī)房就近分配：

跟按照機(jī)房分配原則相比，就近分配的好處是可以對(duì)沒有消費(fèi)者的機(jī)房進(jìn)行分配。如下圖，機(jī)房 3 的 MessageQueue 也分配到了消費(fèi)者：

如果一個(gè)機(jī)房沒有消費(fèi)者，則會(huì)把這個(gè)機(jī)房的 MessageQueue 分配給集群中所有的消費(fèi)者。

源碼所在類：AllocateMachineRoomNearby。

一致性 Hash 算法策略：

把所有的消費(fèi)者經(jīng)過 Hash 計(jì)算分布到 Hash 環(huán)上，對(duì)所有的 MessageQueue 進(jìn)行 Hash 計(jì)算，找到順時(shí)針方向最近的消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁定。如下圖：

源代碼如下：

//所在類 AllocateMessageQueueConsistentHash
Collection<ClientNode> cidNodes = new ArrayList<ClientNode>();
for (String cid : cidAll) {
    cidNodes.add(new ClientNode(cid));
}
//使用消費(fèi)者構(gòu)建 Hash 環(huán)，把消費(fèi)者分布在 Hash 環(huán)節(jié)點(diǎn)上
final ConsistentHashRouter<ClientNode> router; //for building hash ring
if (customHashFunction != null) {
    router = new ConsistentHashRouter<ClientNode>(cidNodes, virtualNodeCnt, customHashFunction);
} else {
    router = new ConsistentHashRouter<ClientNode>(cidNodes, virtualNodeCnt);
}
//對(duì) MessageQueue 做 Hash 運(yùn)算，找到環(huán)上距離最近的消費(fèi)者
List<MessageQueue> results = new ArrayList<MessageQueue>();
for (MessageQueue mq : mqAll) {
    ClientNode clientNode = router.routeNode(mq.toString());
    if (clientNode != null && currentCID.equals(clientNode.getKey())) {
        results.add(mq);
    }
}

面試官：恭喜你，通過了。