Rebalance机制

• 前提：集群消费模式

介绍：

• Rebalance指的是：将下一个Topic的多个Queue在同一个Consumer Group中的多个Consumer间进行重新分配的过程
• 该机制是为了提升消息的并行消费能力
• 例子：一个Topic有4个队列，两个消费者，那么这两个消费者将各自负责两个队列的消费。

Rebalance限制

• 当某个组下的消费者示例数大于数列数量时，多余的消费者将分配不到任何队列。一个队列最多分配给一个消费者

Rebalance带来的问题

• 消费暂停：只有一个Consumer时，该Consumer负责消费所有队列。若新增Consumer，则会触发Rebalance，原Consumer就需要暂停部分队列的消费。等到这些队列分配给新的Consumer，暂停的队列才能继续被消费。

• 重复消费：Consumer在消费新分配给自己的队列时，必须接着之前的Consumer提交的消费进度的offset继续消费。默认情况下，offset是异步提交的，就会导致提交到Broker的offset与Consumer实际消费的信息不一致。就可能导致重复消费。

  同步提交和异步提交

  • 同步提交： consumer提交了其消费完毕的一批消息的offset给broker后，需要等待broker的成功ACK，收到ACK后，consumer才会继续获取并消费下一批消息。在等待ACK期间，consumer是阻塞的。
  • 异步提交：consumer提交了消费完毕的一批消息的offset后，不需要等待不容二科的成功ack，consumer可以直接获取并消费下一批消息
  • 对于一次读取消息的数量，需要根据具体业务场景选择一个相对均衡是很有必要的。数量过的大，产生重复的消息可能会增加。数量过小，系统性能会下降。

• 消息突刺：由于Rebalance可能导致重复消费，如果重复消费的消息过多，或者因为Rebalance暂停时间过长而导致积压了部分消息。name有可能会导致在Rebalance结束后需要瞬间消费很多消息。

Rebalance产生的原因

消费者Topic的Queue数量发生变化：

• Broker扩容或缩容
• Broker升级运维
• Broker与NameServer之间的网络异常

消费者组中消费者的数量发生变化

• Consumer Group扩容或缩容
• Consumer 升级运维
• Consumer与NameServer 间网络异常

Rebalance过程

在Broker中维护着多个Map集合，这些集合中动态存放这当前Topic中Queue的信息、Consumer Group中Consumer示例的信息。一旦发现消费者所订阅的Queue数量发生变化，或者消费者组中消费者的数量发生变化，立即向Consumer Group中的每个实例发出Rebalance通知

• TopicConfigManager：Key是topic名称，Value是Topic Config。TopicConfig中维护着该Topic所有Queue的数据

• ConsumerManager：key是Consumer Group Id，Value是ConsumerGroupInfo。ConsumerGroupInfo中维护着该Group中素有Consumer实例数据。

• ConsumerOffsetManager： Key为Topic与订阅该Topic的Group的组合，即Topic@group,value是一个内层Map，key是QueueID，value 为该Queue的消费进度Offset

Consumer实例在接收到通知后会采用Queue分配算法自己获取到相应的Queue，即由Consumer实例自主进行Rebalance。