关于云原生:深入浅出Apache-Pulsar2Pulsar消息机制

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Pulsar 采纳公布 - 订阅 (pub-sub) 的设计模式。该设计模式中，producer 公布音讯到 topic，Consumer 订阅 topic、解决公布的音讯，并在解决实现后发送确认。

一旦创立订阅，即便 consumer 断开连接，Pulsar 依然能够保留所有音讯。在 consumer 确认音讯已解决胜利后，才会删除音讯。

逻辑上一个 Topic 是日志构造，每个音讯都在这个日志构造中有一个偏移量。Apache Pulsar 应用游标来跟踪偏移量(Cursor Tracking)。

Pulsar 反对两种根本的 topic 类型：长久 topic 与非长久 topic。

{persistent|non-persistent}://tenant/namespace/topic

Non-Partitioned topics

$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
list public/default
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
create persistent://public/default/input-seed-avro-topic
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
lookup persistent://public/default/input-seed-avro-topic
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
delete persistent://public/default/input-seed-avro-topic
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
stats persistent://public/default/input-seed-avro-topic
$ curl http://server-101:8080/admin/v2/persistent/public/default/exclamation-input/stats | python -m json.tool

$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
create-partitioned-topic persistent://public/default/output-seed-avro-topic \
--partitions 2
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
list-partitioned-topics public/default
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
get-partitioned-topic-metadata persistent://public/default/output-seed-avro-topic
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin topics \
delete-partitioned-topic persistent://public/default/output-seed-avro-topic

Messages are the basic “unit” of Pulsar.

public interface Message<T> {Map<String, String> getProperties();
    boolean hasProperty(String var1);
    String getProperty(String var1);
    byte[] getData();
    T getValue();
    MessageId getMessageId();
    long getPublishTime();
    long getEventTime();
    long getSequenceId();
    String getProducerName();
    boolean hasKey();
    String getKey();
    boolean hasBase64EncodedKey();
    byte[] getKeyBytes();
    boolean hasOrderingKey();
    byte[] getOrderingKey();
    String getTopicName();
    Optional<EncryptionContext> getEncryptionCtx();
    int getRedeliveryCount();
    byte[] getSchemaVersion();
    boolean isReplicated();
    String getReplicatedFrom();}

public void send() throws PulsarClientException {
    final String serviceUrl = "pulsar://server-100:6650";
    // final String serviceUrl = "pulsar://server-101:6650,server-102:6650,server-103:6650";
    // http://pulsar.apache.org/docs/en/client-libraries-java/#client
    final PulsarClient client = PulsarClient.builder()
            .serviceUrl(serviceUrl)
            .connectionTimeout(10000, TimeUnit.MILLISECONDS)
            .build();
    final String topic = "persistent://public/default/topic-sensor-temp";
    // http://pulsar.apache.org/docs/en/client-libraries-java/#configure-producer
    final Producer<byte[]> producer = client.newProducer()
            .producerName("sensor-temp")
            .topic(topic)
            .compressionType(CompressionType.LZ4)
            .enableChunking(true)
            .enableBatching(true)
            .batchingMaxBytes(1024)
            .batchingMaxMessages(10)
            .batchingMaxPublishDelay(10, TimeUnit.MILLISECONDS)
            .blockIfQueueFull(true)
            .maxPendingMessages(512)
            .sendTimeout(1, TimeUnit.SECONDS)
            .create();
    MessageId mid = producer.send("sensor-temp".getBytes());
    System.out.printf("\nmessage with ID %s successfully sent", mid);
    mid = producer.newMessage()
            .key("sensor-temp-key")
            .value("sensor-temp-key".getBytes())
            .property("my-key", "my-value")
            .property("my-other-key", "my-other-value")
            .send();
    System.out.printf("message-key with ID %s successfully sent", mid);
    producer.close();
    client.close();}

public void consume() throws PulsarClientException {
    final String serviceUrl = "pulsar://server-101:6650";
    final String topic = "input-seed-avro-topic";
    final PulsarClient client = PulsarClient.builder()
            .serviceUrl(serviceUrl)
            .enableTcpNoDelay(true)
            .build();
    final Consumer<byte[]> consumer = client
            .newConsumer()
            .consumerName("seed-avro-consumer")
            .subscriptionName("seed-avro-subscription")
            .subscriptionType(SubscriptionType.Exclusive)
            .subscriptionInitialPosition(SubscriptionInitialPosition.Earliest)
            .topic(topic)
            .receiverQueueSize(10)
            .subscribe();
    final AvroSchema<SeedEvent> schema = AvroSchema.of(SeedEvent.class);
    while (true) {
        try {final Message<byte[]> msg = consumer.receive();
            LOG.info("接管音讯:[{}] topic:{} mid:{} sid:{} event:{} publish:{} producer:{} key:{} value:{}",
                    Thread.currentThread().getId(),
                    msg.getTopicName(),
                    msg.getMessageId(),
                    msg.getSequenceId(),
                    msg.getEventTime(),
                    msg.getPublishTime(),
                    msg.getProducerName(),
                    msg.getKey(), schema.decode(msg.getValue()));
            try {consumer.acknowledge(msg);
            } catch (final PulsarClientException e) {consumer.negativeAcknowledge(msg);
                LOG.error("acknowledge:" + e.getLocalizedMessage(), e);
            }
        } catch (final PulsarClientException e) {LOG.error("receive:" + e.getLocalizedMessage(), e);
        }
    }
}

消费者通过订阅来生产 Topic 中的音讯。订阅是游标 (跟踪偏移量) 的逻辑实体，一个 Topic 能够增加多个订阅。订阅不蕴含音讯的数据，只蕴含元数据和游标。

每个 Subscription 都存储一个 Cursor。Cursor 是日志中的以后偏移量。Subscription 将其 Cursor 存储至 BookKeeper 的 Ledger 中。这使 Cursor 跟踪能够像 Topic 一样进行扩大。

Exclusive 独享

一个订阅只能有一个音讯者生产音讯。

Failover 灾备

一个订阅同时只有一个消费者，能够有多个备份消费者。一旦主消费者故障则备份消费者接管。不会呈现同时有两个沉闷的消费者。

Shared 共享

一个订阅中同时能够有多个消费者，多个消费者共享 Topic 中的音讯。

Key_Shared

如果对程序性有要求，能够应用 Exclusive 和 Failover 的订阅模式，这样同一个 Topic 只有一个 Consumer 在生产，能够保障程序性。

如果应用 Shared 订阅模式，多个 Consumer 能够并发生产同一个 Topic。通过动静减少 Consumer 的数量，能够减速 Topic 的生产，缩小音讯在服务端的沉积。

KeyShared 模式保障在 Shared 模式下同一个 Key 的音讯也会发送到同一个 Consumer，在并发的同时也保障了程序性。

Pattern:

persistent://public/default/.*
persistent://public/default/foo.*

public void read() throws IOException {
    final String serviceUrl = "pulsar://server-101:6650";
    final PulsarClient client = PulsarClient.builder()
            .serviceUrl(serviceUrl)
            .build();
    // http://pulsar.apache.org/docs/en/client-libraries-java/#reader
    final Reader<byte[]> reader = client.newReader()
            .topic("my-topic")
            .startMessageId(MessageId.earliest()) // MessageId.latest
            .create();
    while (true) 
        final Message<byte[]> message = reader.readNext();
        System.out.println(new String(message.getData()));
    }
}

如果没有对 Topic 设置数据保留策略，一旦一个 Topic 的所有订阅的游标都曾经胜利生产到一个偏移量时，此偏移量后面的音讯就会被主动删除。

如果 Topic 设置了数据保留策略，曾经生产确认的音讯超过保留策略阈值 (Topic 的音讯存储大小、Topic 中音讯保留的工夫) 后会被删除。

# Default message retention time
# 默认 0, 批改为 3 天 =60*24*3
defaultRetentionTimeInMinutes=4320
# Default retention size
# 默认为 0, 批改为 10G
defaultRetentionSizeInMB=10240
# Default ttl for namespaces if ttl is not already configured at namespace policies. (disable default-ttl with value 0)
ttlDurationDefaultInSeconds=0

$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin namespaces \
get-retention public/default
$ curl -X GET http://server-101:8080/admin/v2/namespaces/public/default/retention | python -m json.tool
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin namespaces \
set-retention public/default \
--size 1024M \
--time 5m
$ curl -X POST http://server-101:8080/admin/v2/namespaces/public/default/retention \
--header "Content-Type:application/json" \
--data '{"retentionTimeInMinutes": 5,"retentionSizeInMB" : 1024}'

$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin namespaces \
get-message-ttl public/default
$ curl -X GET http://server-101:8080/admin/v2/namespaces/public/default/messageTTL
$ $PULSAR_HOME/bin/pulsar-admin namespaces \
set-message-ttl public/default \
--messageTTL 1800
$ curl -X POST http://server-101:8080/admin/v2/namespaces/public/default/messageTTL \
--header "Content-Type:application/json" \
--data '1800'

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音讯机制

主题(Topic)

Partitioned topics

音讯(Message)

生产者(Producer)

消费者(Consumer)

订阅(Subscriptions)

订阅类型(subscription-type)

有序性保障(Ordering guarantee)

多主题订阅(Multi-topic subscriptions)

Reader

分片主题(Partitioned topics)

音讯保留和过期(Message retention and expiry)

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retention policy (for a namespace)

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