路由动态更新(动态路由更新算法)

一、Producer路由信息

从NameServer章节分析得知，路由信息存储在NameServer，生产端和消费端定时向NameServer获取topic相关的路由信息；

从生产者启动流程得知：

路由信息的动态更新源码在MQClientInstance#startScheduledTask定时任务里面

具体方法：

updateTopicRouteInfoFromNameServer下图为路由更新流程

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

接下来我们着重解析此段源码:

1 定时任务：频率-30s

this.scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() { @Override public void run() { try { //从nameServer更新路由信息 -定时任务：30s一次 MQClientInstance.this.updateTopicRouteInfoFromNameServer(); } catch (Exception e) { log.error("ScheduledTask updateTopicRouteInfoFromNameServer exception", e); } } }, 10, this.clientConfig.getPollNameServerInterval(), TimeUnit.MILLISECONDS);

2 updateTopicRouteInfoFromNameServer

public void updateTopicRouteInfoFromNameServer() { Set topicList = new HashSet(); { // Consumer 消费端，后续再分析 ...省略.... } { // Producer 生产端 Iterator<>> it = this.producerTable.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()) { Entry entry = it.next(); MQProducerInner impl = entry.getValue(); if (impl != null) { Set lst = impl.getPublishTopicList();//1>获取所有 topic-list topicList.addAll(lst); } } } //2>更新路由信息 for (String topic : topicList) { this.updateTopicRouteInfoFromNameServer(topic); } }

分析如下:

1.1 getPublishTopicListgetPublishTopicList 方法分析：

public Set getPublishTopicList() { Set topicList = new HashSet(); for (String key : this.topicPublishInfoTable.keySet()) { topicList.add(key); } return topicList; }

备注：

细心的你可能发现从启动流程中得知：

topicPublishInfoTable(ConcurrentHashMap)只会默认注册topic=TBW102的信息,那正常业务发送的topic是如何注册进去的呢，建议直接观看理解以下代码，在发送流程中会体现出如何注册到topicPublishInfoTable中；

topicPublishInfoTable数据的初始化（value:第一次默认都是new TopicPublishInfo()）

//查找主题的路由信息的方法 private TopicPublishInfo tryToFindTopicPublishInfo(final String topic) { TopicPublishInfo topicPublishInfo = this.topicPublishInfoTable.get(topic); if (null == topicPublishInfo !topicPublishInfo.ok()) { this.topicPublishInfoTable.putIfAbsent(topic, new TopicPublishInfo()); this.mQClientFactory.updateTopicRouteInfoFromNameServer(topic); //从NameServer更新topic路由信息 topicPublishInfo = this.topicPublishInfoTable.get(topic); } if (topicPublishInfo.isHaveTopicRouterInfo() topicPublishInfo.ok()) { return topicPublishInfo; } else { this.mQClientFactory.updateTopicRouteInfoFromNameServer(topic, true, this.defaultMQProducer); //从NameServer更新topic路由信息 topicPublishInfo = this.topicPublishInfoTable.get(topic); return topicPublishInfo; } }

分析

1. 如果生产者中缓存了 topic 的路由信息，如果该路由信息中包含了消息队列，则直接返回该路由信息，
2. 如果没有缓存或没有包含消息队列， 则向 NameServer查询该 topic 的路由信息。
3. 如果最终未找到路由信息，则抛出异常 : 无法找到主题相关路由信息异常 。

1.2 updateTopicRouteInfoFromNameServer从NameServer更新topic路由信息

在分析之前，可先简单分析MQClientInstance核心属性：

public class MQClientInstance { ...省略... //key:group, value: 生产者 private final ConcurrentMap producerTable = new ConcurrentHashMap(); ...省略.. //topic-路由信息 private final ConcurrentMap topicRouteTable = new ConcurrentHashMap(); private final Lock lockNamesrv = new ReentrantLock(); //更新路由使用 private final Lock lockHeartbeat = new ReentrantLock(); //发送心跳使用 //broker信息，key:Broker Name, value:-key:brokerId,value:address private final ConcurrentMap> brokerAddrTable = new ConcurrentHashMap>(); //broker版本信息，key:Broker Name, value:-key:address,value:version private final ConcurrentMap> brokerVersionTable = new ConcurrentHashMap>(); ...省略... }

备注：

此处列出的属性仅跟生产端相关，其他的属性和方法大都我们会在消费端分析

接下来着重分析：updateTopicRouteInfoFromNameServer

/** * 向-NameServer查询该 topic 的路由信息 * @param topic 主题 * @param isDefault 是否默认主题 * @param defaultMQProducer 默认MQProducer * @return */ public boolean updateTopicRouteInfoFromNameServer(final String topic, boolean isDefault, DefaultMQProducer defaultMQProducer) { try { if (this.lockNamesrv.tryLock(LOCK_TIMEOUT_MILLIS, TimeUnit.MILLISECONDS)) { //获取锁:3s try { TopicRouteData topicRouteData; if (isDefault && defaultMQProducer != null) { //默认主题-'TBW102'，从NameServer查询-topicRouteData topicRouteData = this.mQClientAPIImpl.getDefaultTopicRouteInfoFromNameServer(defaultMQProducer.getCreateTopicKey(), 1000 * 3); if (topicRouteData != null) { for (QueueData data : topicRouteData.getQueueDatas()) { //读写队列取最小值，getDefaultTopicQueueNums=4，getReadQueueNums=16 int queueNums = Math.min(defaultMQProducer.getDefaultTopicQueueNums(), data.getReadQueueNums()); data.setReadQueueNums(queueNums); data.setWriteQueueNums(queueNums); } } } else {//非默认主题，从NameServer查询-topicRouteData topicRouteData = this.mQClientAPIImpl.getTopicRouteInfoFromNameServer(topic, 1000 * 3); } if (topicRouteData != null) { TopicRouteData old = this.topicRouteTable.get(topic); boolean changed = topicRouteDataIsChange(old, topicRouteData);//1> 判断：TopicRouteData 是否改变 if (!changed) { //未改变， changed = this.isNeedUpdateTopicRouteInfo(topic);//2>继续判断是否需要更新：topic-路由信息 } else { log.info("the topic[{}] route info changed, old[{}] ,new[{}]", topic, old, topicRouteData); } if (changed) { // 需要更新 TopicRouteData cloneTopicRouteData = topicRouteData.cloneTopicRouteData(); for (BrokerData bd : topicRouteData.getBrokerDatas()) { this.brokerAddrTable.put(bd.getBrokerName(), bd.getBrokerAddrs());//维护brokerAddrTable地址信息 } // Update Pub info { //topicRouteData 转换 TopicPublishInfo(isWriteable)-生产需要的数据 TopicPublishInfo publishInfo = topicRouteData2TopicPublishInfo(topic, topicRouteData); // 3>数据转换 publishInfo.setHaveTopicRouterInfo(true); Iterator<>> it = this.producerTable.entrySet().iterator();//迭代-producerTable while (it.hasNext()) { Entry entry = it.next(); MQProducerInner impl = entry.getValue(); if (impl != null) { impl.updateTopicPublishInfo(topic, publishInfo);//4-更新-路由发布信息 } } } // Update sub info { //消费端--后续消费端讲解（ topicRouteData 转换 TopicPublishInfo(isReadable) 队列消息） Set subscribeInfo = topicRouteData2TopicSubscribeInfo(topic, topicRouteData);//构建队列信息 Iterator<>> it = this.consumerTable.entrySet().iterator(); while (it.hasNext()) { Entry entry = it.next(); MQConsumerInner impl = entry.getValue(); if (impl != null) { impl.updateTopicSubscribeInfo(topic, subscribeInfo); //更新-消费端：队列信息 } } } log.info("topicRouteTable.put. Topic = {}, TopicRouteData[{}]", topic, cloneTopicRouteData); this.topicRouteTable.put(topic, cloneTopicRouteData); // 维护：topicRouteTable return true; } } else { log.warn("updateTopicRouteInfoFromNameServer, getTopicRouteInfoFromNameServer return null, Topic: {}", topic); } } catch (Exception e) { //异常吃掉了 if (!topic.startsWith(MixAll.RETRY_GROUP_TOPIC_PREFIX) && !topic.equals(MixAll.AUTO_CREATE_TOPIC_KEY_TOPIC)) { log.warn("updateTopicRouteInfoFromNameServer Exception", e);//topic 非 RETRY 和 TBW102 失 } } finally { this.lockNamesrv.unlock(); // 释放锁 } } else { log.warn("updateTopicRouteInfoFromNameServer tryLock timeout {}ms", LOCK_TIMEOUT_MILLIS); } } catch (InterruptedException e) { log.warn("updateTopicRouteInfoFromNameServer Exception", e); } return false; }

备注：

1. 判断：TopicRouteData 是否改变，topicRouteDataIsChange(old, topicRouteData); 代码很简单，直接分析如下：
2. (1) 判断 olddata 或 nowdata 是否为空
3. (2) TopicRouteData的equals方法比较
4. 继续判断是否需要更新topic路由信息isNeedUpdateTopicRouteInfo(topic);
5. 最终调用的代码为：
6. DefaultMQProducerImpl#isPublishTopicNeedUpdate(主要逻辑判断是 TopicPublishInfo是否存在，或者 TopicPublishInfo的messageQueueList是否为空)
7. topicRouteData2TopicPublishInfo数据转换，你一定感兴趣，内容相当简单，

分析如下：

public static TopicPublishInfo topicRouteData2TopicPublishInfo(final String topic, final TopicRouteData route) { TopicPublishInfo info = new TopicPublishInfo(); info.setTopicRouteData(route); if (route.getOrderTopicConf() != null && route.getOrderTopicConf().length() > 0) { // 此处可忽略，针对顺序消息 String[] brokers = route.getOrderTopicConf().split(";"); for (String broker : brokers) { String[] item = broker.split(":"); int nums = Integer.parseInt(item[1]); for (int i = 0; i < nums; i++) { MessageQueue mq = new MessageQueue(topic, item[0], i); info.getMessageQueueList().add(mq); } } info.setOrderTopic(true); } else { List qds = route.getQueueDatas(); Collections.sort(qds); for (QueueData qd : qds) { if (PermName.isWriteable(qd.getPerm())) { // 写权限判断 BrokerData brokerData = null; for (BrokerData bd : route.getBrokerDatas()) { if (bd.getBrokerName().equals(qd.getBrokerName())) { brokerData = bd; break; } } if (null == brokerData) { continue; } if (!brokerData.getBrokerAddrs().containsKey(MixAll.MASTER_ID)) { // 不包含masterId，过滤 continue; } for (int i = 0; i < qd.getWriteQueueNums(); i++) { MessageQueue mq = new MessageQueue(topic, qd.getBrokerName(), i); info.getMessageQueueList().add(mq); //根据写队列个数，根据 topic+序号创建 MessageQueue，填充topicPublishlnfo 的 List。完成消息发送的路由查找 。 } } } info.setOrderTopic(false); } return info; }

4.更新-路由发布信息:updateTopicPublishInfo(topic, publishInfo);调用的代码为：DefaultMQProducerImpl#updateTopicPublishInfo，本质就是维护Map-topicPublishInfoTable

二、结论

路由更新虽然相对简单，但对于生产者来说至关重要，生产端需要知道路由信息才能进行计算选择将消息发送到哪台broker；但从源码分析中，可以看出更新路由信息以topic为维度，组装更新数据，本质还是维护Map(topicRouteTable、brokerAddrTable、topicPublishInfoTable)等，但是要注意是：ConcurrentHashMap。

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程序员的核心竞争力其实还是技术，因此对技术还是要不断的学习，作者是 《 消息中间件 RocketMQ 技术内幕》一书作者，同时也是 “RocketMQ 上海社区”联合创始人，曾就职于拼多多、德邦等公司，现任上市快递公司架构负责人，主要负责开发框架的搭建、中间件相关技术的二次开发和运维管理、混合云及基础服务平台的建设。

关键词：路由动态更新(动态路由更新算法)