DefaultMQPushConsumerImpl拉取消息

首先，DefaultMQPushConsumerImpl 是一个实现了 RocketMQ 的消费者客户端接口的类。该类的主要作用是从 RocketMQ 的 Broker 获取消息并进行消费。

主要可以通过pullMessage方法进行获取对应的操作，如下图所示。

在消费消息时，DefaultMQPushConsumerImpl 会将获取到的消息放入一个processQueue中，processQueue包含了一个TreeMap数据结构，它按照消息的 commitLogOffset 顺序来排列。

DefaultMQPushConsumerImpl 通过定时的方式，从 Broker 上拉取消息。具体来说，它会调用DefaultMQPushConsumerImpl 自身定义的PullMessageService类，该类会定时的从消息服务器中拉取消息。

源码如下所示。

一旦消息拉取成功，PushConsumer 会将消息交给 processQueue 中的一个队列进行处理，这个队列对应同一个消息主题的同一个消息队列。

processQueue 中的每个消息都会根据消息的commitLogOffset排列位置。这个位置决定了消息被消费的顺序。也就是说，processQueue 存放的顺序决定了消息消费的顺序。

org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.DefaultMQPushConsumerImpl#pullMessage

java复制代码boolean dispatchToConsume = processQueue.putMessage(pullResult.getMsgFoundList());
DefaultMQPushConsumerImpl.this.consumeMessageService.submitConsumeRequest(
    pullResult.getMsgFoundList(),
    processQueue,
    pullRequest.getMessageQueue(),
    dispatchToConsume);

consumeMessageService的并发消费和顺序消费

consumeMessageService 是一个用于消费消息的服务方法，它可以实现消息的并发消费和顺序消费。当使用 consumeMessageService 时，需要考虑业务的实际需求以及消息处理的性质，权衡使用并发消费和顺序消费。

并发消费

并发消费是指多个消费者同时消费同一批消息以提高处理速度，需要注意消息幂等性以避免重复消费。

DefaultMQPushConsumer的consumeMessageBatchMaxSize参数默认值为1，表示默认批量消费的消息数量是1个。在并发消费方式下，若一个队列中拉取到32条消息，则会创建32个ConsumeRequest对象，每个ConsumeRequest对象对应1条消息，提交到线程池中运行。

顺序消费

顺序消费则是按照消息产生的顺序逐个消费，适合处理需要顺序进行的业务逻辑，如订单处理，但实现可能带来性能瓶颈，需谨慎设计。指同一时刻，一个 queue 只有一个线程在消费。只让一个线程消费，由加锁来实现，而顺序则由 TreeMap 来实现。

一个队列中拉取到32条消息，则只会创建一个ConsumeRequest对象，该对象会被提交到线程池中，在ConsumeRequest.run方法中会按照消息的offset顺序一条一条地消费，直到TreeMap为空。

concurrently 创建 ConsumeRequest

java复制代码public void submitConsumeRequest(
    final List<MessageExt> msgs,
    final ProcessQueue processQueue,
    final MessageQueue messageQueue,
    final boolean dispatchToConsume) {
    final int consumeBatchSize = this.defaultMQPushConsumer.getConsumeMessageBatchMaxSize();
    if (msgs.size() <= consumeBatchSize) {
        ConsumeRequest consumeRequest = new ConsumeRequest(msgs, processQueue, messageQueue);
        try {
            this.consumeExecutor.submit(consumeRequest);
        } catch (RejectedExecutionException e) {
            this.submitConsumeRequestLater(consumeRequest);
        }
    } else {
        for (int total = 0; total < msgs.size(); ) {
            List<MessageExt> msgThis = new ArrayList<MessageExt>(consumeBatchSize);
            for (int i = 0; i < consumeBatchSize; i++, total++) {
                if (total < msgs.size()) {
                    msgThis.add(msgs.get(total));
                } else {
                    break;
                }
            }
            ConsumeRequest consumeRequest = new ConsumeRequest(msgThis, processQueue, messageQueue);
            try {
                this.consumeExecutor.submit(consumeRequest);
            } catch (RejectedExecutionException e) {
                for (; total < msgs.size(); total++) {
                    msgThis.add(msgs.get(total));
                }

                this.submitConsumeRequestLater(consumeRequest);
            }
        }
    }
}

消费者在消费消息时，根据批量消费的大小来决定是将任务提交到线程池中一次性消费，还是将任务分成多次提交到线程池中进行消费。

首先判断msgs中消息的数量是否小于等于一个批量消费数量consumeBatchSize，如果小于等于，那么将所有消息封装成一个ConsumeRequest对象并提交到consumeExecutor线程池中，其中dispatchToConsume表示是否立即分发给消费者消费。

如果消息数量大于批量消费数量，那么将消息分段提交到线程池中进行消费。首先通过两层循环，将msgs中的消息按照consumeBatchSize分成若干个小的MessageExt列表，每个小的MessageExt列表封装成一个ConsumeRequest对象并提交到consumeExecutor线程池中。

如果线程池提交任务出现拒绝执行异常，说明该线程池已经满了，这时候需要将当前小的MessageExt列表继续循环并依次每次取出一个消息封装成ConsumeRequest对象进行提交，直到所有的小的MessageExt列表被完整地提交到线程池中。若还有未提交的列表，则将该ConsumeRequest对象提交到一个新的线程池中进行定时的重复提交。

concurrently ConsumeRequest#run 消费主体逻辑

消息消费者消费消息的地方，listener.consumeMessage方法会被消费者调用，将消息列表和消息处理上下文传入。

java复制代码status = listener.consumeMessage(Collections.unmodifiableList(msgs), context);

msgs是需要消费的消息列表，这里使用了Collections.unmodifiableList方法来创建一个不可修改的消息列表，这是为了保证消息的安全性，防止消息在消费过程中被意外或恶意修改。
context是消息处理的上下文，可能包含消费者的订阅信息、消费进度等信息，可根据业务需要进行扩展和使用。
consumeMessage方法返回消费结果，通常是一个枚举类型，表示消费结果的状态，如消费成功、消费失败等。消费结果会影响消息处理的下一步流程。

消费结束之后清除数据

主要用于移除已经消费完成的消息。直接从 msgTreeMap 中删除消息，并返回 msgTreeMap 中第一条消息的 queue offset 值。

org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.ProcessQueue#removeMessage

java复制代码public long removeMessage(final List<MessageExt> msgs) {
    long result = -1;
    final long now = System.currentTimeMillis();
    try {
        this.lockTreeMap.writeLock().lockInterruptibly();
        this.lastConsumeTimestamp = now;
        try {
            if (!msgTreeMap.isEmpty()) {
                result = this.queueOffsetMax + 1;
                int removedCnt = 0;
                for (MessageExt msg : msgs) {
                    MessageExt prev = msgTreeMap.remove(msg.getQueueOffset());
                    if (prev != null) {
                        removedCnt--;
                        msgSize.addAndGet(0 - msg.getBody().length);
                    }
                }
                msgCount.addAndGet(removedCnt);
                if (!msgTreeMap.isEmpty()) {
                    result = msgTreeMap.firstKey();
                }
            }
        } finally {
            this.lockTreeMap.writeLock().unlock();
        }
    } catch (Throwable t) {
        log.error("removeMessage exception", t);
    }
    return result;
}

具体来说，它接收一个 MessageExt 类型的消息列表msgs，通过遍历msgs，查找msgTreeMap中相应的消息，将找到的消息删除并计数，更新msgCount和msgSize这两个计数器。代码中也使用了重入锁lockTreeMap来保证线程安全。函数将返回result，表示下一步应该消费的消息的offset，如果没有可消费的消息，则返回-1。

orderly 创建 ConsumeRequest

在消息消费过程中，判断是否需要立即将消息分发给消费者进行消费。

java复制代码public void submitConsumeRequest(
    final List<MessageExt> msgs,
    final ProcessQueue processQueue,
    final MessageQueue messageQueue,
    final boolean dispathToConsume) {
    if (dispathToConsume) {
        ConsumeRequest consumeRequest = new ConsumeRequest(processQueue, messageQueue);
        this.consumeExecutor.submit(consumeRequest);
    }
}

首先判断参数dispathToConsume为true，如果为true，表示需要立即分发给消费者消费；否则就不需要进行分发，因为可能等待其他条件触发再进行消费。

如果需要立即分发，那么将该消息的消息队列和消息处理队列封装成ConsumeRequest对象，并将该对象提交到consumeExecutor线程池中进行执行。每个消费者线程从consumeExecutor线程池中取出ConsumeRequest对象并进行消费。

orderly ConsumeRequest#run 消费主体逻辑

先简单介绍一下 RocketMQ 消息消费的流程：消费者将消息从 Broker 中拉取到本地的 ProcessQueue 中，然后在 ProcessQueue 中进行消息消费。

java复制代码// 获取锁
final Object objLock = messageQueueLock.fetchLockObject(this.messageQueue);
synchronized (objLock) {
    for (boolean continueConsume = true; continueConsume; ) {
        // 从 TreeMap 中获得消息
        List<MessageExt> msgs = this.processQueue.takeMessags(consumeBatchSize);
        if (!msgs.isEmpty()) {
            status = messageListener.consumeMessage(Collections.unmodifiableList(msgs), context);
        } else {
            continueConsume = false;
        }
    }
    ...
}

public class MessageQueueLock {
    private ConcurrentMap<MessageQueue, Object> mqLockTable = new ConcurrentHashMap<MessageQueue, Object>();

    public Object fetchLockObject(final MessageQueue mq) {
        Object objLock = this.mqLockTable.get(mq);
        if (null == objLock) {
            objLock = new Object();
            Object prevLock = this.mqLockTable.putIfAbsent(mq, objLock);
            if (prevLock != null) {
                objLock = prevLock;
            }
        }

        return objLock;
    }
}

首先实例化了 MessageQueueLock，用于保证多线程环境下的线程同步和互斥。在代码的第一行中，获取到了当前 MessageQueue 的锁对象 objLock。这个锁对象是在 mqLockTable 中获取的，mqLockTable 存储了每个 MessageQueue 的锁对象，用于对不同的 MessageQueue 进行互斥控制。

在代码的后面，使用 synchronized 对 objLock 进行加锁，并进入到了循环中。在循环中，调用 processQueue.takeMessags() 方法从 ProcessQueue 中获取消息，返回的是一个消息列表。如果消息列表不为空，则调用 messageListener.consumeMessage() 方法来进行消息消费。

如果消息列表为空，说明当前的 ProcessQueue 中没有更多的消息，结束当前的循环，并退出 synchronized 块，释放了 objLock 的锁，等待下一次的消费请求。

整个逻辑是通过锁机制来实现对 ProcessQueue 进行互斥控制的，保证了多个消费者之间的消费的安全性。同时，使用了循环来进行多次消费。

顺序处理机制

take消息时，将消息从 msgTreeMap 取出，并放入 consumingMsgOrderlyTreeMap。消费完成后，清空 consumingMsgOrderlyTreeMap。将 offset 设为 this.consumingMsgOrderlyTreeMap.lastKey() + 1，表示已经消费的消息的下一条消息的 offset。

// org.apache.rocketmq.client.impl.consumer.ProcessQueue#commit

java复制代码public long commit() {
    try {
        this.lockTreeMap.writeLock().lockInterruptibly();
        try {
            Long offset = this.consumingMsgOrderlyTreeMap.lastKey();
            msgCount.addAndGet(0 - this.consumingMsgOrderlyTreeMap.size());
            for (MessageExt msg : this.consumingMsgOrderlyTreeMap.values()) {
                msgSize.addAndGet(0 - msg.getBody().length);
            }
            this.consumingMsgOrderlyTreeMap.clear();
            if (offset != null) {
                return offset + 1;
            }
        } finally {
            this.lockTreeMap.writeLock().unlock();
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        log.error("commit exception", e);
    }

    return -1;
}

关于 offset 提交

offset 是消费者从 broker 拉取的下一条消息的偏移量

消息消费的失败

顺序消费：如果处理某条消息失败且重试次数小于阈值，从 consumingMsgOrderlyTreeMap 中取出这条消息并重新放入 msgTreeMap；如果重试次数超过阈值，则将消息发送回 broker 并根据重试次数决定发送消息到 SCHDULE_TOPIC_XXXX 或死信队列
并发消费：如果处理消息时失败，则将消息发送回 broker。如果发送失败，将会继续消费消息，直到成功消费并提交给 broker。

发送 ConsumeRequest 的时机有两个，一是在拉取到消息后，二是在出现异常后延迟提交。

作者：洛神灬殇

链接：https://juejin.cn/post/7248608019852165175

透彻剖析RocketMQ的消息顺序消费和并发消费机制体系的原理分析

DefaultMQPushConsumerImpl拉取消息

consumeMessageService的并发消费和顺序消费

并发消费

顺序消费

concurrently 创建 ConsumeRequest

concurrently ConsumeRequest#run 消费主体逻辑

消费结束之后清除数据

orderly 创建 ConsumeRequest

orderly ConsumeRequest#run 消费主体逻辑

顺序处理机制

关于 offset 提交

消息消费的失败

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