Spring Cloud Bus 消息总线介绍：spring-cloud-bus-rocektmq_编程技术网-程序员技术内容聚合平台

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本期我们来了解下 Spring Cloud 体系中的另外一个组件 Spring Cloud Bus (建议先熟悉 Spring Cloud Stream 不然无法理解 Spring Cloud Bus 内部的代码)。

Spring Cloud Bus 对自己的定位是 Spring Cloud 体系内的消息总线使用 message broker 来连接分布式系统的所有节点。Bus 官方的 Reference 文档比较简单简单到连一张图都没有。

这是最新版的 Spring Cloud Bus 代码结构(代码量比较少)

Bus 实例演示

在分析 Bus 的实现之前我们先来看两个使用 Spring Cloud Bus 的简单例子。

所有节点的配置新增

Bus 的例子比较简单因为 Bus 的 AutoConfiguration 层都有了默认的配置只需要引入消息中间件对应的 Spring Cloud Stream 以及 Spring Cloud Bus 依赖即可之后所有启动的应用都会使用同一个 Topic 进行消息的接收和发送。

Bus 对应的 Demo 已经放到了 github 上地址 https://github.com/fangjian0423/rocketmq-binder-demo/tree/master/rocketmq-bus-demo 该 Demo 会模拟启动 5 个节点只需要对其中任意的一个实例新增配置项所有节点都会新增该配置项。

访问任意节点提供的 Controller 提供的获取配置的地址(key为 hangzhou)

curl -X GET http://localhost:10001/bus/env?key hangzhou

所有节点返回的结果都是 unknown 因为所有节点的配置中没有 hangzhou 这个 key。

Bus 内部提供了 EnvironmentBusEndpoint 这个 Endpoint 通过 message broker 用来新增/更新配置。

访问任意节点该 Endpoint 对应的 url: /actuator/bus-env?name hangzhou value alibaba 进行配置项的新增(比如访问 node1 的url):

curl -X POST http://localhost:10001/actuator/bus-env?name hangzhou value alibaba -H content-type: application/json

然后再次访问所有节点 /bus/env 获取配置

$ curl -X GET http://localhost:10001/bus/env?key hangzhou 
unknown%
$ curl -X GET http://localhost:10002/bus/env?key hangzhou 
unknown%
$ curl -X GET http://localhost:10003/bus/env?key hangzhou 
unknown%
$ curl -X GET http://localhost:10004/bus/env?key hangzhou 
unknown%
$ curl -X GET http://localhost:10005/bus/env?key hangzhou 
unknown%
$ curl -X POST http://localhost:10001/actuator/bus-env?name hangzhou value alibaba -H content-type: application/json 
$ curl -X GET http://localhost:10005/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10004/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10003/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10002/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10001/bus/env?key hangzhou 
alibaba%

可以看到所有节点都新增了一个 key 为hangzhou的配置且对应的 value 是 alibaba。这个配置项是通过 Bus 提供的 EnvironmentBusEndpoint 完成的。

这里引用程序猿DD 画的一张图片 Spring Cloud Config 配合 Bus 完成所有节点配置的刷新来描述之前的实例(本文实例不是刷新而是新增配置但是流程是一样的)

部分节点的配置修改

比如在 node1 上指定 destination 为 rocketmq-bus-node2 ( node2 配置了 spring.cloud.bus.id 为 rocketmq-bus-node2:10002 可以匹配上) 进行配置的修改

curl -X POST http://localhost:10001/actuator/bus-env/rocketmq-bus-node2?name hangzhou value xihu -H content-type: application/json

访问 /bus/env 获取配置(由于在 node1 上发送消息 Bus 也会对发送方的节点 node1 进行配置修改)

~ ?
$ curl -X POST http://localhost:10001/actuator/bus-env/rocketmq-bus-node2?name hangzhou value xihu -H content-type: application/json 
$ curl -X GET http://localhost:10005/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10004/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10003/bus/env?key hangzhou 
alibaba%
$ curl -X GET http://localhost:10002/bus/env?key hangzhou 
xihu%
$ curl -X GET http://localhost:10001/bus/env?key hangzhou 
xihu%

可以看到只有 node1 和 node2 修改了配置其余的 3 个节点配置未改变。

Bus 的实现Bus 概念介绍

事件

Bus 中定义了远程事件 RemoteApplicationEvent 该事件继承了 Spring 的事件 ApplicationEvent 而且它目前有 4 个具体的实现

EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent: 远程环境变更事件。主要用于接收一个 Map String,String 类型的数据并更新到 Spring 上下文中 Environment 中的事件。文中的实例就是使用这个事件并配合 EnvironmentBusEndpoint 和 EnvironmentChangeListener 完成的。
AckRemoteApplicationEvent: 远程确认事件。Bus 内部成功接收到远程事件后会发送回 AckRemoteApplicationEvent 确认事件进行确认。
RefreshRemoteApplicationEvent: 远程配置刷新事件。配合 RefreshScope 以及所有的 ConfigurationProperties 注解修饰的配置类的动态刷新。
UnknownRemoteApplicationEvent 远程未知事件。Bus 内部消息体进行转换远程事件的时候如果发生异常会统一包装成该事件。

Bus 内部还存在一个非 RemoteApplicationEvent 事件 - SentApplicationEvent 消息发送事件配合 Trace 进行远程消息发送的记录。

这些事件会配合 ApplicationListener 进行操作比如 EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent 配了 EnvironmentChangeListener 进行配置的新增/修改

public class EnvironmentChangeListener
 implements ApplicationListener EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent {
 private static Log log LogFactory.getLog(EnvironmentChangeListener.class);
 Autowired
 private EnvironmentManager env;
 Override
 public void onApplicationEvent(EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent event) {
 Map String, String values event.getValues();
 log.info( Received remote environment change request. Keys/values to update 
 values);
 for (Map.Entry String, String entry : values.entrySet()) {
 env.setProperty(entry.getKey(), entry.getValue());
}

收到其它节点发送来 EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent 事件之后调用 EnvironmentManager#setProperty进行配置的设置该方法内部针对每一个配置项都会发送一个 EnvironmentChangeEvent 事件然后被 ConfigurationPropertiesRebinder所监听进行 rebind 操作新增/更新配置。

Actuator Endpoint

Bus 内部暴露了 2 个 Endpoint 分别是 EnvironmentBusEndpoint 和 RefreshBusEndpoint 进行配置的新增/修改以及全局配置刷新。它们对应的 Endpoint id 即 url 是 bus-env 和 bus-refresh。

配置

Bus 对于消息的发送必定涉及到 Topic、Group 之类的信息这些内容都被封装到了 BusProperties 中其默认的配置前缀为 spring.cloud.bus 比如

spring.cloud.bus.refresh.enabled 用于开启/关闭全局刷新的 Listener。
spring.cloud.bus.env.enabled 用于开启/关闭配置新增/修改的 Endpoint。
spring.cloud.bus.ack.enabled 用于开启开启/关闭 AckRemoteApplicationEvent事件的发送。
spring.cloud.bus.trace.enabled 用于开启/关闭息记录 Trace 的 Listener。

消息发送涉及到的 Topic 默认用的是 springCloudBus 可以配置进行修改 Group 可以设置成广播模式或使用 UUID 配合 offset 为 lastest 的模式。

每个 Bus 应用都有一个对应的 Bus id 官方取值方式较复杂

${vcap.application.name:${spring.application.name:application}}:${vcap.application.instance_index:${spring.application.index:${local.server.port:${server.port:0}}}}:${vcap.application.instance_id:${random.value}}

建议手动配置 Bus id 因为 Bus 远程事件中的 destination 会根据 Bus id 进行匹配

spring.cloud.bus.id ${spring.application.name}-${server.port}

Bus 底层分析

Bus 的底层分析无非牵扯到这几个方面

消息是如何发送的
消息是如何接收的
destination 是如何匹配的
远程事件收到后如何触发下一个 action

BusAutoConfiguration 自动化配置类被 EnableBinding(SpringCloudBusClient.class)所修饰。

EnableBinding 的用法在上期文章《干货 Spring Cloud Stream 体系及原理介绍》中已经说明且它的 value 为 SpringCloudBusClient.class 会在 SpringCloudBusClient 中基于代理创建出 input 和 output 的 DirectChannel

public interface SpringCloudBusClient {
 String INPUT springCloudBusInput 
 String OUTPUT springCloudBusOutput 
 Output(SpringCloudBusClient.OUTPUT)
 MessageChannel springCloudBusOutput();
 Input(SpringCloudBusClient.INPUT)
 SubscribableChannel springCloudBusInput();
}

springCloudBusInput 和 springCloudBusOutput 这两个 Binding 的属性可以通过配置文件进行修改(比如修改 topic)

spring.cloud.stream.bindings:
 springCloudBusInput:
 destination: my-bus-topic
 springCloudBusOutput:
 destination: my-bus-topic

消息的接收的发送

// BusAutoConfiguration
 EventListener(classes RemoteApplicationEvent.class) // 1
public void acceptLocal(RemoteApplicationEvent event) {
 if (this.serviceMatcher.isFromSelf(event)
 !(event instanceof AckRemoteApplicationEvent)) { // 2
 this.cloudBusOutboundChannel.send(MessageBuilder.withPayload(event).build()); // 3
 StreamListener(SpringCloudBusClient.INPUT) // 4
public void acceptRemote(RemoteApplicationEvent event) {
 if (event instanceof AckRemoteApplicationEvent) {
 if (this.bus.getTrace().isEnabled() !this.serviceMatcher.isFromSelf(event)
 this.applicationEventPublisher ! null) { // 5
 this.applicationEventPublisher.publishEvent(event);
 // If it s an ACK we are finished processing at this point
 return;
 if (this.serviceMatcher.isForSelf(event)
 this.applicationEventPublisher ! null) { // 6
 if (!this.serviceMatcher.isFromSelf(event)) { // 7
 this.applicationEventPublisher.publishEvent(event);
 if (this.bus.getAck().isEnabled()) { // 8
 AckRemoteApplicationEvent ack new AckRemoteApplicationEvent(this,
 this.serviceMatcher.getServiceId(),
 this.bus.getAck().getDestinationService(),
 event.getDestinationService(), event.getId(), event.getClass());
 this.cloudBusOutboundChannel
 .send(MessageBuilder.withPayload(ack).build());
 this.applicationEventPublisher.publishEvent(ack);
 if (this.bus.getTrace().isEnabled() this.applicationEventPublisher ! null) { // 9
 // We are set to register sent events so publish it for local consumption,
 // irrespective of the origin
 this.applicationEventPublisher.publishEvent(new SentApplicationEvent(this,
 event.getOriginService(), event.getDestinationService(),
 event.getId(), event.getClass()));
}

1. 利用 Spring 事件的监听机制监听本地所有的 RemoteApplicationEvent 远程事件(比如 bus-env 会在本地发送 EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent事件 bus-refresh会在本地发送 RefreshRemoteApplicationEvent 事件这些事件在这里都会被监听到)。

2. 判断本地接收到的事件不是 AckRemoteApplicationEvent 远程确认事件(不然会死循环一直接收消息发送消息...)以及该事件是应用自身发送出去的(事件发送方是应用自身) 如果都满足执行步骤 3。

3. 构造 Message 并将该远程事件作为 payload 然后使用 Spring Cloud Stream 构造的 Binding name 为 springCloudBusOutput 的 MessageChannel 将消息发送到 broker。

4. StreamListener 注解消费 Spring Cloud Stream 构造的 Binding name 为 springCloudBusInput 的 MessageChannel 接收的消息为远程消息。

5. 如果该远程事件是 AckRemoteApplicationEvent 远程确认事件并且应用开启了消息追踪 trace 开关同时该远程事件不是应用自身发送的(事件发送方不是应用自身表示事件是其它应用发送过来的) 那么本地发送 AckRemoteApplicationEvent 远程确认事件表示应用确认收到了其它应用发送过来的远程事件流程结束。

6. 如果该远程事件是其它应用发送给应用自身的(事件的接收方是应用自身) 那么进行步骤 7 和 8 否则执行步骤 9。

7. 该远程事件不是应用自身发送(事件发送方不是应用自身)的话将该事件以本地的方式发送出去。应用自身一开始已经在本地被对应的消息接收方处理了无需再次发送。

8. 如果开启了 AckRemoteApplicationEvent 远程确认事件的开关构造 AckRemoteApplicationEvent 事件并在远程和本地都发送该事件(本地发送是因为步骤 5 没有进行本地 AckRemoteApplicationEvent 事件的发送也就是自身应用对自身应用确认; 远程发送是为了告诉其它应用自身应用收到了消息)。

9. 如果开启了消息记录 Trace 的开关本地构造并发送 SentApplicationEvent 事件。

bus-env 触发后所有节点的 EnvironmentChangeListener 监听到了配置的变化控制台都会打印出以下信息

o.s.c.b.event.EnvironmentChangeListener : Received remote environment change request. Keys/values to update {hangzhou alibaba}

如果在本地监听远程确认事件 AckRemoteApplicationEvent 都会收到所有节点的信息比如 node5 节点的控制台监听到的 AckRemoteApplicationEvent事件如下

ServiceId [rocketmq-bus-node5:10005] listeners on { type : AckRemoteApplicationEvent , timestamp :1554124670484, originService : rocketmq-bus-node5:10005 , destinationService : ** , id : 375f0426-c24e-4904-bce1-5e09371fc9bc , ackId : 750d033f-356a-4aad-8cf0-3481ace8698c , ackDestinationService : ** , event : org.springframework.cloud.bus.event.EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent }
ServiceId [rocketmq-bus-node5:10005] listeners on { type : AckRemoteApplicationEvent , timestamp :1554124670184, originService : rocketmq-bus-node1:10001 , destinationService : ** , id : 91f06cf1-4bd9-4dd8-9526-9299a35bb7cc , ackId : 750d033f-356a-4aad-8cf0-3481ace8698c , ackDestinationService : ** , event : org.springframework.cloud.bus.event.EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent }
ServiceId [rocketmq-bus-node5:10005] listeners on { type : AckRemoteApplicationEvent , timestamp :1554124670402, originService : rocketmq-bus-node2:10002 , destinationService : ** , id : 7df3963c-7c3e-4549-9a22-a23fa90a6b85 , ackId : 750d033f-356a-4aad-8cf0-3481ace8698c , ackDestinationService : ** , event : org.springframework.cloud.bus.event.EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent }
ServiceId [rocketmq-bus-node5:10005] listeners on { type : AckRemoteApplicationEvent , timestamp :1554124670406, originService : rocketmq-bus-node3:10003 , destinationService : ** , id : 728b45ee-5e26-46c2-af1a-e8d1571e5d3a , ackId : 750d033f-356a-4aad-8cf0-3481ace8698c , ackDestinationService : ** , event : org.springframework.cloud.bus.event.EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent }
ServiceId [rocketmq-bus-node5:10005] listeners on { type : AckRemoteApplicationEvent , timestamp :1554124670427, originService : rocketmq-bus-node4:10004 , destinationService : ** , id : 1812fd6d-6f98-4e5b-a38a-4b11aee08aeb , ackId : 750d033f-356a-4aad-8cf0-3481ace8698c , ackDestinationService : ** , event : org.springframework.cloud.bus.event.EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent }

那么回到本章节开头提到的4个问题我们分别做一下解答

消息是如何发送的: 在 BusAutoConfiguration#acceptLocal 方法中通过 Spring Cloud Stream 发送事件到 springCloudBus topic 中。
消息是如何接收的: 在 BusAutoConfiguration#acceptRemote 方法中通过 Spring Cloud Stream 接收 springCloudBus topic 的消息。
destination 是如何匹配的: 在 BusAutoConfiguration#acceptRemote 方法中接收远程事件方法里对 destination 进行匹配。
远程事件收到后如何触发下一个 action: Bus 内部通过 Spring 的事件机制接收本地的 RemoteApplicationEvent 具体的实现事件再做下一步的动作(比如 EnvironmentChangeListener 接收了 EnvironmentChangeRemoteApplicationEvent事件 RefreshListener 接收了 RefreshRemoteApplicationEvent 事件)。
总结

Spring Cloud Bus 自身内容还是比较少的不过还是需要提前了解 Spring Cloud Stream 体系以及 Spring 自身的事件机制在此基础上才能更好地理解 Spring Cloud Bus 对本地事件和远程事件的处理逻辑。

目前 Bus 内置的远程事件较少大多数为配置相关的事件我们可以继承 RemoteApplicationEvent 并配合 RemoteApplicationEventScan 注解构建自身的微服务消息体系。

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本文作者

方剑花名洛夜

GitHub ID fangjian0423 开源爱好者阿里巴巴高级开发工程师阿里云产品 EDAS 开发 Spring Cloud Alibaba 开源项目负责人之一。

本文转自网络，原文链接：https://developer.aliyun.com/article/783487