KafkaRequestHandlerPool 是真正处理 Kafka 请求的地方。切记,Kafka 中处理请求的 类不是 SocketServer,也不是 RequestChannel,而是 KafkaRequestHandlerPool。
image.png
- KafkaRequestHandler:请求处理线程类。每个请求处理线程实例,负责从 SocketServer 的 RequestChannel 的请求队列中获取请求对象,并进行处理。
- KafkaRequestHandlerPool:请求处理线程池,负责创建、维护、管理和销毁下辖的 请求处理线程。
- BrokerTopicMetrics:Broker 端与主题相关的监控指标的管理类。 - BrokerTopicStats(C):定义 Broker 端与主题相关的监控指标的管理操作。
- BrokerTopicStats(O):BrokerTopicStats 的伴生对象类,定义 Broker 端与主题相 关的监控指标,比如常见的 MessagesInPerSec 和 MessagesOutPerSec 等。
KafkaRequestHandler
class KafkaRequestHandler(id: Int,
brokerId: Int,
val aggregateIdleMeter: Meter,
val totalHandlerThreads: AtomicInteger,
val requestChannel: RequestChannel,
apis: KafkaApis,
time: Time) extends Runnable with Logging {
从定义可知,KafkaRequestHandler 是一个 Runnable 对象,因此,你可以把它当成是一 个线程。每个 KafkaRequestHandler 实例,都有 4 个关键的属性。
- id:请求处理线程的序号,类似于 Processor 线程的 ID 序号,仅仅用于标识这是线程 池中的第几个线程。
- brokerId:Broker 序号,用于标识这是哪个 Broker 上的请求处理线程。
- requestChannel:SocketServer 中的请求通道对象。它是负责处理请求的类,请求是保存在 RequestChannel 中的请求队列中,因此,Kafka 在构 造 KafkaRequestHandler 实例时,必须关联 SocketServer 组件中的 RequestChannel 实例,也就是说,要让 I/O 线程能够找到请求被保存的地方。
- apis:这是一个 KafkaApis 类。如果说 KafkaRequestHandler 是真正处理请求的,那么,KafkaApis 类就是真正执行请求处理逻辑的地方。
run()方法
def run(): Unit = {
// 只要该线程尚未关闭,循环运行处理逻辑
while (!stopped) {
val startSelectTime = time.nanoseconds
// 从请求队列中获取下一个待处理的请求
val req = requestChannel.receiveRequest(300)
val endTime = time.nanoseconds
// 统计线程空闲时间
val idleTime = endTime - startSelectTime
// 更新线程空闲百分比指标
aggregateIdleMeter.mark(idleTime / totalHandlerThreads.get)
req match {
// 关闭线程请求
case RequestChannel.ShutdownRequest =>
debug(s"Kafka request handler $id on broker $brokerId received shut down command")
// 关闭线程
shutdownComplete.countDown()
return
// 普通请求
case request: RequestChannel.Request =>
try {
request.requestDequeueTimeNanos = endTime
trace(s"Kafka request handler $id on broker $brokerId handling request $request")
// 由KafkaApis.handle方法执行相应处理逻辑
apis.handle(request)
} catch {
// 如果出现严重错误,立即关闭线程
case e: FatalExitError =>
shutdownComplete.countDown()
Exit.exit(e.statusCode)
// 如果是普通异常,记录错误日志
case e: Throwable => error("Exception when handling request", e)
} finally {
// 释放请求对象占用的内存缓冲区资源
request.releaseBuffer()
}
case null => // 继续
}
}
shutdownComplete.countDown()
}
run 方法的主要运行逻辑。它的所有执行逻辑都在 while 循环之下,因此,只 要标志线程关闭状态的 stopped 为 false,run 方法将一直循环执行 while 下的语句。
第 1 步是从请求队列中获取下一个待处理的请求,同时更新一些相关的统计指标。如 果本次循环没取到,那么本轮循环结束,进入到下一轮。如果是 ShutdownRequest 请 求,则说明该 Broker 发起了关闭操作。
而 Broker 关闭时会调用 KafkaRequestHandler 的 shutdown 方法,进而调用 initiateShutdown 方法,以及 RequestChannel 的 sendShutdownRequest 方法,而后 者就是将 ShutdownRequest 写入到请求队列。
一旦从请求队列中获取到 ShutdownRequest,run 方法代码会调用 shutdownComplete 的 countDown 方法,正式完成对 KafkaRequestHandler 线程的关闭操作。
def shutdown(): Unit = synchronized {
info("shutting down")
for (handler <- runnables)
handler.initiateShutdown()// 调用initiateShutdown方法发起关闭
for (handler <- runnables)
// 调用awaitShutdown方法等待关闭完成
// run方法一旦调用countDown方法,这里将解除等待状态
handler.awaitShutdown()
info("shut down completely")
}
就像代码注释中写的那样,一旦 run 方法执行了 countDown 方法,程序流解除在 awaitShutdown 方法这里的等待,从而完成整个线程的关闭操作。
KafkaRequestHandlerPool
重点学习KafkaRequestHandlerPool是如何创建这些线程的,以 及创建它们的时机。
class KafkaRequestHandlerPool(val brokerId: Int,
val requestChannel: RequestChannel,
val apis: KafkaApis,
time: Time,
numThreads: Int,
requestHandlerAvgIdleMetricName: String,
logAndThreadNamePrefix : String) extends Logging with KafkaMetricsGroup {
KafkaRequestHandlerPool 对象定义了 7 个属性,其中比较关键的有 4 个,我分别来解 释下。
- brokerId:和 KafkaRequestHandler 中的一样,保存 Broker 的序号。
- requestChannel:SocketServer 的请求处理通道,它下辖的请求队列为所有 I/O 线程
所共享。requestChannel 字段也是 KafkaRequestHandler 类的一个重要属性。 - apis:KafkaApis 实例,执行实际的请求处理逻辑。它同时也是 KafkaRequestHandler 类的一个重要属性。
- numThreads:线程池中的初始线程数量。它是 Broker 端参数 num.io.threads 的值。 目前,Kafka 支持动态修改 I/O 线程池的大小,因此,这里的 numThreads 是初始线程 数,调整后的 I/O 线程池的实际大小可以和 numThreads 不一致。
dataPlaneRequestHandlerPool = new KafkaRequestHandlerPool(config.brokerId, socketServer.dataPlaneRequestChannel, dataPlaneRequestProcessor, time,
config.numIoThreads, )
controlPlaneRequestHandlerPool = new KafkaRequestHandlerPool(config.brokerId, socketServer.controlPlaneRequestChannelOpt.get, controlPlaneRequestProcessor, time,
1, )
Data plane 所属的 KafkaRequestHandlerPool 线程池的初始数量,就是 Broker 端的参数 nums.io.threads,即这里的 config.numIoThreads 值;当你想要在一开始就提升 Broker 端请求处理 能力的时候,不妨试着增加这个参数值。
而用于 Control plane 的线程池的数量,则硬编码为 1
createHandler 方法
当线程池初始化时,Kafka 使用下面这段代码批量创建线程,并将它们添加到线程池中:
for (i <- 0 until numThreads) {
createHandler(i) // 创建numThreads个I/O线程
}
// 创建序号为指定id的I/O线程对象,并启动该线程
def createHandler(id: Int): Unit = synchronized {
// 创建KafkaRequestHandler实例并加入到runnables中
runnables += new KafkaRequestHandler(id, brokerId, aggregateIdleMeter, threadPoolSize, requestChannel, apis, time)
// 启动KafkaRequestHandler线程
KafkaThread.daemon(logAndThreadNamePrefix + "-kafka-request-handler-" + id, runnables(id)).start()
}
createHandler 方法的主体逻辑分为三步:
- 创建 KafkaRequestHandler 实例;
- 将创建的线程实例加入到线程池数组;
- 启动该线程。
resizeThreadPool 方法
这个方法的目的是,把 I/O 线程池的线程数重设为指定的数值。代码如下:
def resizeThreadPool(newSize: Int): Unit = synchronized {
val currentSize = threadPoolSize.get
info(s"Resizing request handler thread pool size from $currentSize to $newSize")
if (newSize > currentSize) {
for (i <- currentSize until newSize) {
createHandler(i)
}
} else if (newSize < currentSize) {
for (i <- 1 to (currentSize - newSize)) {
runnables.remove(currentSize - i).stop()
}
}
threadPoolSize.set(newSize)
}
该方法首先获取当前线程数量。如果目标数量比当前数量大,就利用刚才说到的 createHandler 方法将线程数补齐到目标值 newSize;否则的话,就将多余的线程从线程 池中移除,并停止它们。最后,把标识线程数量的变量 threadPoolSize 的值调整为目标值 newSize。
网友评论