SpringCloud 微服务消息队列灰度方案 (RocketMQ 4.x)

- 背景
- - 遇到的问题
- RocketMQ 基础
- - 基础消息模型
  - 扩展后的消息模型
  - 部署模型
  - 相关概念点
- 方案对比
- - 影子Topic的方案
  - Tag的方案
  - UserProperty的方案
  - 影子Group的方案
  - 灰度分区的方案
  - 方案对比
- 灰度分区方案设计
- - 适配只有部分灰度的情况所做的功能扩展
  - 消费者（无灰度）
  - 消费者（有灰度）
- 改造流程
- - 生产者改造逻辑
  - 消费者改造逻辑
  - - 消费者自定义负载均衡
  - MQ注册ClientID修改
  - 常量配置类
  - 链路信息传递`BasicMDC`类
  - MessageStorage类
  - 拦截配置
  - - 消费者拦截
    - 生产者拦截
    - 请求拦截
- 验证过程
- - 消费者（未启动灰度订阅）
  - 消费者（灰度订阅）
  - 验证消息链路
  - - 发送端
    - 消费端
    - 发送灰度消息

背景

我们公司团队为了更好地控制版本发布的影响范围，自研了灰度发布流程，目前已经支持http、gRPC等接口调用方式进行灰度流量转发，但是消息队列基于业务实现展示不支持。
参考了网上很多灰度方案博文，比较热门的vivo鲁班RocketMQ的文章，但是涉及到的改造范围都是比较大，最后在看到关于Asyncer关于灰度分区的博文，整体比较巧妙的利用MQ的原有机制，改动相对少了很多

遇到的问题

在这里插入图片描述
如上图所示普通的业务灰度流程，保证了RPC服务之间的调用灰度，但是当消息从服务发出到消息队列后，队列分区是被均分到正常服务和灰度服务监听的；这样会导致正常服务消费到灰度消息；同时灰度服务消费到正常的消息；所以MQ灰度是目前需要解决的问题，这样才能完成整个灰度链路；

RocketMQ 基础

基础消息模型

在这里插入图片描述

扩展后的消息模型

在这里插入图片描述

相同的ConsumerGroup下的消费者主要有两种负载均衡模式，即广播模式，和集群模式（图中是最常用的集群模式）。
在集群模式下，同一个 ConsumerGroup 中的 Consumer 实例是负载均衡消费，如图中 ConsumerGroupA 订阅 TopicA，TopicA 对应 3个队列，则 GroupA 中的 Consumer1 消费的是 MessageQueue 0和 MessageQueue 1的消息，Consumer2是消费的是MessageQueue2的消息。
在广播模式下，同一个 ConsumerGroup 中的每个 Consumer 实例都处理全部的队列。需要注意的是，广播模式下因为每个 Consumer 实例都需要处理全部的消息，因此这种模式仅推荐在通知推送、配置同步类小流量场景使用。

部署模型

Producer、Consumer又是如何找到Topic和Broker的地址呢？消息的具体发送和接收又是怎么进行的呢？

在这里插入图片描述

RocketMQ 部署架构上主要分为四部分:

生产者 Producer
- 发布消息的角色。Producer通过 MQ 的负载均衡模块选择相应的 Broker 集群队列进行消息投递，投递的过程支持快速失败和重试。
消费者 Consumer
- 消息消费的角色
- 支持以推（push），拉（pull）两种模式对消息进行消费。
- 同时也支持集群方式和广播方式的消费。
- 提供实时消息订阅机制，可以满足大多数用户的需求。
名字服务器 NameServer
- NameServer是一个简单的 Topic 路由注册中心，支持 Topic、Broker 的动态注册与发现。
  - Broker管理，NameServer接受Broker集群的注册信息并且保存下来作为路由信息的基本数据。然后提供心跳检测机制，检查Broker是否还存活；
  - 路由信息管理，每个NameServer将保存关于 Broker 集群的整个路由信息和用于客户端查询的队列信息。Producer和Consumer通过NameServer就可以知道整个Broker集群的路由信息，从而进行消息的投递和消费。
代理服务器 Broker
- Broker主要负责消息的存储、投递和查询以及服务高可用保证。
- NameServer几乎无状态节点，因此可集群部署，节点之间无任何信息同步。Broker部署相对复杂。
  - 每个 Broker 与 NameServer 集群中的所有节点建立长连接，定时注册 Topic 信息到所有 NameServer。
  - Producer 与 NameServer 集群中的其中一个节点建立长连接，定期从 NameServer 获取Topic路由信息，并向提供 Topic 服务的 Master 建立长连接，且定时向 Master 发送心跳。Producer 完全无状态。
  - Consumer 与 NameServer 集群中的其中一个节点建立长连接，定期从 NameServer 获取 Topic 路由信息，并向提供 Topic 服务的 Master、Slave 建立长连接，且定时向 Master、Slave发送心跳。Consumer 既可以从 Master 订阅消息，也可以从Slave订阅消息。

方案对比

影子Topic的方案

新建一系列新的Topic来处理隔离灰度的消息
- 例如对于TOPIC_ORDER会创建TOPIC_ORDER_GRAY来给灰度环境使用。
发送方在发送时，对灰度的消息写入到影子Topic中。消费时，灰度环境只使用灰度的分组订阅灰度的Topic。

在这里插入图片描述

Tag的方案

发送方在发送时，对灰度环境产生的消息的Tag加灰度标识。
消费方，每次灰度版本发布时只订阅灰度Tag的消息，正常的版本订阅非灰度的Tag。

在这里插入图片描述

UserProperty的方案

发送方在发送时，对灰度环境产生的消息的UserProperty加灰度标识。
消费方的客户端需要进行改写，根据UserProperty来过滤，正常的版本会跳过这类消息，灰度的版本会处理灰度消息。
流程与灰度Tag差不错

影子Group的方案

发送消息：灰度的服务发送带有灰度标识的消息
消费消息：灰度服务只消费灰度标识的消息

灰度分区的方案

发送者注册时会检测当前将是不是灰度节点，灰度节点MQ注册的clientId会添加标识
消费者订阅时会检测当前节点是不是灰度节点，灰度节点会走灰度的Queue分配策略

在这里插入图片描述

方案对比

方案	优点	缺点	成本
影子Topic的方案	使用独立的两个TOPIC,订阅关系一致，改造比较容易	有临界问题，灰度切换生产时有可能会漏掉消息；同时需要根据生产、消费者关系维护对应的订阅关系；改造数据需求	需要维护两套消费组和TOPC,有维护成本
影子Group的方案	使用独立的两个GROUP，订阅关系一致	有临界问题；需要修改生产者、订阅者、DevOps改动范围较大；正常节点和灰度节点都需要知道当前服务的灰度状态，来做出对应的处理	需要维护两套GROUP的关系，维护成本高
Tag的方案	通过MQ提供的tag机制过滤，可以保证灰度的消息只会被灰度节点消费，改造简单；	如果Tag参与的业务过滤，不适合该方案；如果没有灰度节点订阅关系不一致，会出现消息丢失	无
UserProperty的方案	同上	同上	同上
灰度分区的方案	订阅关系一致，不需要额外维护多一套TOPIC、GROUP;	无（比较适合公司的一个运营模式）	无

灰度分区方案设计

灰度分区主要基于以下几点：

DevOps：灰度服务的Pod容器内部会有 CANARY_RELEASE：true 的环境变量。
MQ客户端心跳上报：源码中，RocketMQ客户端启动时会想向所有产生订阅关系的broker发送心跳，心跳中带有clientId,该值主要由实例名、容器ip等组成，可以利用canary环境变量做一层额外的注入
MQ客户端重平衡：源码中，每隔20秒/客户端上下线，都会触发一次客户端重平衡；我们可以自定义该策略，加入灰度分区平衡逻辑，来实现灰度分区和正常分区的订阅
MQ客户端发送方：源码中，RocketMQ发送方每次发送消息都会轮询队列发送，同时加入重试和故障规避的策略，可以通过重写该类来做扩展。

适配只有部分灰度的情况所做的功能扩展

基于ThreadLocal来实现消费和发送的链路标识传递
- 拦截HTTP请求：通过拦截http请求识别请求是否灰度，基于ThreadLocal实现线程传递；
- 拦截MQ消息消费：通过拦截消费者消息，识别UserProperty识别存在灰度标识；更新到ThreadLocal中
- 拦截MQ生产者发送消息：获取ThreadLocal存储的当前线程的UserProperty标识,写入到发送消息的UserProperty中
MQ客户端发送方：检测到环境和线程链路变量，做出对应的发送策略；从而来实现灰度消息通过正常应用后，发送MQ消息能被下级监听的灰度应用接收；

消费者（无灰度）

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消费者（有灰度）

在这里插入图片描述

改造流程

生产者改造逻辑

无论何时，只要发送方自己当前环境是灰度(CANARY_RELEASE=true)或者当前是灰度链路，则会最后两个分区作为灰度队列,否则选取其他分区发送，根据RocketMQ的源码,自定义发送策略即可实现。


import org.apache.rocketmq.client.common.ThreadLocalIndex;
import org.apache.rocketmq.client.impl.producer.TopicPublishInfo;
import org.apache.rocketmq.client.latency.LatencyFaultTolerance;
import org.apache.rocketmq.client.latency.LatencyFaultToleranceImpl;
import org.apache.rocketmq.client.log.ClientLogger;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageQueue;
import org.apache.rocketmq.logging.InternalLogger;

import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

/**
 * Custom fault strategy
 */
public class CustomMQFaultStrategy {

    private final InternalLogger log = ClientLogger.getLog();
    private final LatencyFaultTolerance<String> latencyFaultTolerance = new LatencyFaultToleranceImpl();
    private boolean sendLatencyFaultEnable = false;
    private long[] latencyMax = {50L, 100L, 550L, 1000L, 2000L, 3000L, 15000L};
    private long[] notAvailableDuration = {0L, 0L, 30000L, 60000L, 120000L, 180000L, 600000L};

    private final ConcurrentHashMap<TopicPublishInfo, TopicPublishInfoCache> topicPublishInfoCacheTable = new ConcurrentHashMap<>();


    public long[] getNotAvailableDuration() {
        return notAvailableDuration;
    }


    public void setNotAvailableDuration(final long[] notAvailableDuration) {
        this.notAvailableDuration = notAvailableDuration;
    }


    public long[] getLatencyMax() {
        return latencyMax;
    }


    public void setLatencyMax(final long[] latencyMax) {
        this.latencyMax = latencyMax;
    }


    public boolean isSendLatencyFaultEnable() {
        return sendLatencyFaultEnable;
    }


    public void setSendLatencyFaultEnable(final boolean sendLatencyFaultEnable) {
        this.sendLatencyFaultEnable = sendLatencyFaultEnable;
    }


    private TopicPublishInfoCache checkCacheChanged(TopicPublishInfo topicPublishInfo) {
        if (topicPublishInfoCacheTable.containsKey(topicPublishInfo)) {
            return topicPublishInfoCacheTable.get(topicPublishInfo);
        }
        synchronized (this) {
            TopicPublishInfoCache cache = new TopicPublishInfoCache();
            List<MessageQueue> canaryQueues = MessageStorage.getCanaryQueues(topicPublishInfo.getMessageQueueList());
            List<MessageQueue> normalQueues = MessageStorage.getNormalQueues(topicPublishInfo.getMessageQueueList());
            Collections.sort(canaryQueues);
            Collections.sort(normalQueues);
            cache.setCanaryQueueList(canaryQueues);
            cache.setNormalQueueList(normalQueues);
            topicPublishInfoCacheTable.putIfAbsent(topicPublishInfo, cache);
        }
        return topicPublishInfoCacheTable.get(topicPublishInfo);
    }


    /**
     * Queue selection strategy
     */
    public MessageQueue selectOneMessageQueue(final TopicPublishInfo tpInfo, final String lastBrokerName) {
        List<MessageQueue> messageQueueList = tpInfo.getMessageQueueList();
        TopicPublishInfoCache topicPublishInfoCache = checkCacheChanged(tpInfo);
        if (MessageStorage.isCanaryRelease() || MessageStorage.isThreadCanaryRelease()) {
            MessageQueue messageQueue = selectDefaultMessageQueue(tpInfo, lastBrokerName, topicPublishInfoCache.getCanaryQueueList());
            log.debug("canary context,send message to canary queue:{}", messageQueue.getBrokerName() + messageQueue.getQueueId());
            return messageQueue;
        } else {
            if (this.sendLatencyFaultEnable) {
                try {
                    int index = tpInfo.getSendWhichQueue().incrementAndGet();
                    int size = topicPublishInfoCache.getNormalQueueList().size();
                    for (int i = 0; i < size; i++) {
                        int pos = Math.max(Math.abs(index++) % size, 0);
                        MessageQueue mq = topicPublishInfoCache.getNormalQueueList().get(pos);
                        if (latencyFaultTolerance.isAvailable(mq.getBrokerName())) {
                            return mq;
                        }
                    }
                    final String notBestBroker = latencyFaultTolerance.pickOneAtLeast();
                    int writeQueueNums = tpInfo.getQueueIdByBroker(notBestBroker);
                    if (writeQueueNums > 0) {
                        final MessageQueue mq = tpInfo.selectOneMessageQueue();
                        if (!topicPublishInfoCache.getCanaryQueueList().contains(mq)) {
                            if (notBestBroker != null) {
                                mq.setBrokerName(notBestBroker);
                                mq.setQueueId(tpInfo.getSendWhichQueue().incrementAndGet() % writeQueueNums);
                            }
                            return mq;
                        }
                    } else {
                        latencyFaultTolerance.remove(notBestBroker);
                    }
                } catch (Exception e) {
                    log.error("Error occurred when selecting message queue", e);
                }
            }

            return selectDefaultMessageQueue(tpInfo, lastBrokerName, topicPublishInfoCache.getNormalQueueList());
        }

    }


    /**
     * Default message queue selection strategy
     *
     * @param topicPublishInfo
     * @param lastBrokerName
     * @param queues
     * @return {@link MessageQueue }
     */
    private MessageQueue selectDefaultMessageQueue(final TopicPublishInfo topicPublishInfo, final String lastBrokerName,
                                                   List<MessageQueue> queues) {
        ThreadLocalIndex sendWhichQueue = topicPublishInfo.getSendWhichQueue();
        int size = queues.size();
        if (lastBrokerName != null) {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                int index = sendWhichQueue.incrementAndGet();
                int pos = Math.max(Math.abs(index) % size, 0);
                MessageQueue mq = queues.get(pos);
                if (!mq.getBrokerName().equals(lastBrokerName)) {
                    return mq;
                }
            }
        }
        int i = sendWhichQueue.incrementAndGet();
        int res = Math.max(Math.abs(i) % size, 0);
        log.debug("selectDefaultMessageQueue, lastBrokerName:{}, res:{}", lastBrokerName, topicPublishInfo.getMessageQueueList().get(res));
        return queues.get(res);
    }


    public void updateFaultItem(final String brokerName, final long currentLatency, boolean isolation) {
        if (this.sendLatencyFaultEnable) {
            long duration = computeNotAvailableDuration(isolation ? 30000 : currentLatency);
            this.latencyFaultTolerance.updateFaultItem(brokerName, currentLatency, duration);
        }
    }

    private long computeNotAvailableDuration(final long currentLatency) {
        for (int i = latencyMax.length - 1; i >= 0; i--) {
            if (currentLatency >= latencyMax[i]) {
                return this.notAvailableDuration[i];
            }
        }

        return 0;
    }


    /**
     * Cache of topic publish info
     */
    private static class TopicPublishInfoCache {

        /**
         * Grayscale message queue list
         */
        private List<MessageQueue> canaryQueueList;


        private List<MessageQueue> normalQueueList;


        public List<MessageQueue> getCanaryQueueList() {
            return canaryQueueList;
        }

        public void setCanaryQueueList(List<MessageQueue> canaryQueueList) {
            this.canaryQueueList = canaryQueueList;
        }

        public List<MessageQueue> getNormalQueueList() {
            return normalQueueList;
        }

        public void setNormalQueueList(List<MessageQueue> normalQueueList) {
            this.normalQueueList = normalQueueList;
        }

    }
}

消费者改造逻辑

其实最大的问题在于消费方如何动态的感知灰度的状态流转，这也是产生之前灰度分区方案的临界问题的根本原因。但是通过源码的深入探索，发现其实我们可以通过改造ClientId和自定义负载均衡策略来实现；
RocketMQ客户端启动的时候，会构建本地客户端id(包括实例名、ip名等)，然后向broker注册自己。我们可以通过DevOps注入的环境变量CANARY_RELEASE来做改造，即灰度服务clientId后面追加canary表示，default服务后面追加default标识；

消费者自定义负载均衡


import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.apache.commons.collections.CollectionUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.rocketmq.client.consumer.AllocateMessageQueueStrategy;
import org.apache.rocketmq.client.log.ClientLogger;
import org.apache.rocketmq.common.MixAll;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageQueue;
import org.apache.rocketmq.logging.InternalLogger;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;


public class CanaryAllocateMessageQueueStrategyImpl implements AllocateMessageQueueStrategy {

    private final InternalLogger log = ClientLogger.getLog();

    @Override
    public List<MessageQueue> allocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) {

        log.info("consumerGroup:{} currentCID:{} cidAll:{}",consumerGroup,currentCID, JSON.toJSONString(cidAll));
        if (!check(consumerGroup, currentCID, mqAll, cidAll)) {
            return Collections.emptyList();
        }

        if (mqAll.stream().anyMatch(mq -> mq.getTopic().startsWith(MixAll.RETRY_GROUP_TOPIC_PREFIX))) {
            return allocateByAvg(consumerGroup, currentCID, mqAll, cidAll);
        }

        if (!MessageStorage.hasCanaryRelease(cidAll)) {
            List<MessageQueue> allocate = allocateByAvg(consumerGroup, currentCID, mqAll, cidAll);
            return allocate;
        }

        if (MessageStorage.allCanaryRelease(cidAll)) {
            List<MessageQueue> messageQueues = this.balanceAllocate(consumerGroup, currentCID, mqAll, cidAll);
            log.info("[canary allocate]: group:{} sub topic:{} has all canary release client,maybe the sub is new,use the default avg strategy.\n" +
                            "current cid:{}\n" +
                            "allocate total {} message queue\n" +
                            "result:\n{}",
                    consumerGroup,
                    mqAll.get(0).getTopic(),
                    messageQueues.size(),
                    currentCID,
                    MessageStorage.joinMessageQueue(messageQueues));
            return messageQueues;
        }

        List<String> canaryCids = MessageStorage.getCanaryCids(cidAll);
        List<String> normalCids = MessageStorage.getNormalCids(cidAll);
        List<MessageQueue> canaryQueues = MessageStorage.getCanaryQueues(mqAll);
        List<MessageQueue> normalQueues = MessageStorage.getNormalQueues(mqAll);
        Collections.sort(canaryCids);
        Collections.sort(normalCids);
        Collections.sort(normalQueues);
        Collections.sort(canaryQueues);
        List<MessageQueue> result = null;
        if (canaryCids.contains(currentCID)) {
            result = allocateByAvg(consumerGroup, currentCID, canaryQueues, canaryCids);
        } else {
            result = allocateByAvg(consumerGroup, currentCID, normalQueues, normalCids);
        }
        return result;

    }


    /**
     * @param consumerGroup
     * @param currentCID
     * @param mqAll
     * @param cidAll
     * @return {@link List }<{@link MessageQueue }>
     */
    private List<MessageQueue> allocateByAvg(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll,
                                             List<String> cidAll) {

        List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>();
        if (!check(consumerGroup, currentCID, mqAll, cidAll)) {
            return result;
        }

        int index = cidAll.indexOf(currentCID);
        int mod = mqAll.size() % cidAll.size();
        int averageSize =
                mqAll.size() <= cidAll.size() ? 1 : (mod > 0 && index < mod ? mqAll.size() / cidAll.size()
                        + 1 : mqAll.size() / cidAll.size());
        int startIndex = (mod > 0 && index < mod) ? index * averageSize : index * averageSize + mod;
        int range = Math.min(averageSize, mqAll.size() - startIndex);
        for (int i = 0; i < range; i++) {
            result.add(mqAll.get((startIndex + i) % mqAll.size()));
        }
        return result;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "CANARY";
    }


    public boolean check(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll,
                         List<String> cidAll) {
        if (StringUtils.isEmpty(currentCID)) {
            throw new IllegalArgumentException("currentCID is empty");
        }
        if (CollectionUtils.isEmpty(mqAll)) {
            throw new IllegalArgumentException("mqAll is null or mqAll empty");
        }
        if (CollectionUtils.isEmpty(cidAll)) {
            throw new IllegalArgumentException("cidAll is null or cidAll empty");
        }

        if (!cidAll.contains(currentCID)) {
            log.info("[BUG] ConsumerGroup: {} The consumerId: {} not in cidAll: {}",
                    consumerGroup,
                    currentCID,
                    cidAll);
            return false;
        }

        return true;
    }

    public List<MessageQueue> balanceAllocate(String consumerGroup, String currentCID, List<MessageQueue> mqAll, List<String> cidAll) {
        List<MessageQueue> result = new ArrayList<MessageQueue>();
        if (!check(consumerGroup, currentCID, mqAll, cidAll)) {
            return result;
        }

        int index = cidAll.indexOf(currentCID);
        int mod = mqAll.size() % cidAll.size();
        int averageSize =
                mqAll.size() <= cidAll.size() ? 1 : (mod > 0 && index < mod ? mqAll.size() / cidAll.size()
                        + 1 : mqAll.size() / cidAll.size());
        int startIndex = (mod > 0 && index < mod) ? index * averageSize : index * averageSize + mod;
        int range = Math.min(averageSize, mqAll.size() - startIndex);
        for (int i = 0; i < range; i++) {
            result.add(mqAll.get((startIndex + i) % mqAll.size()));
        }
        return result;
    }
}

MQ注册ClientID修改

    public String buildMQClientId() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(this.getClientIP());
        sb.append("@");
        sb.append(this.getInstanceName());
        if (!UtilAll.isBlank(this.unitName)) {
            sb.append("@");
            sb.append(this.unitName);
        }
        //The key is here
        if (MessageStorage.isCanaryRelease()) {
            sb.append(CustomCommonConstant.CANARY_RELEASE_PREFIX);
        } else {
            sb.append("@default");
        }

        if (this.enableStreamRequestType) {
            sb.append("@");
            sb.append(RequestType.STREAM);
        }
        return sb.toString();
    }

常量配置类

public class CustomCommonConstant {

    /**
     * Number of grayscale queues
     */
    public static final Integer GRAYSCALE_QUEUE_SIZE = 2;

    /**
     * Grayscale client identification
     */
    public static final String CANARY_RELEASE_PREFIX = "@canary";

    /**
     * Thread identification
     */
    public static final String THREAD_CANARY_RELEASE = "canary.release";
}

链路信息传递`BasicMDC`类


import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

public class BasicMDC {

    final ThreadLocal<Map<String, String>> copyOnThreadLocal = new ThreadLocal<>();
    private static final int WRITE_OPERATION = 1;
    private static final int MAP_COPY_OPERATION = 2;
    final ThreadLocal<Integer> lastOperation = new ThreadLocal();
    private Integer getAndSetLastOperation(int op) {
        Integer lastOp = (Integer)this.lastOperation.get();
        this.lastOperation.set(op);
        return lastOp;
    }

    private boolean wasLastOpReadOrNull(Integer lastOp) {
        return lastOp == null || lastOp == 2;
    }

    private Map<String, String> duplicateAndInsertNewMap(Map<String, String> oldMap) {
        Map<String, String> newMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
        if (oldMap != null) {
            synchronized(oldMap) {
                newMap.putAll(oldMap);
            }
        }

        this.copyOnThreadLocal.set(newMap);
        return newMap;
    }

    public void put(String key, String val) throws IllegalArgumentException {
        if (key == null) {
            throw new IllegalArgumentException("key cannot be null");
        } else {
            Map<String, String> oldMap = (Map)this.copyOnThreadLocal.get();
            Integer lastOp = this.getAndSetLastOperation(1);
            if (!this.wasLastOpReadOrNull(lastOp) && oldMap != null) {
                oldMap.put(key, val);
            } else {
                Map<String, String> newMap = this.duplicateAndInsertNewMap(oldMap);
                newMap.put(key, val);
            }

        }
    }

    public void remove(String key) {
        if (key != null) {
            Map<String, String> oldMap = (Map)this.copyOnThreadLocal.get();
            if (oldMap != null) {
                Integer lastOp = this.getAndSetLastOperation(1);
                if (this.wasLastOpReadOrNull(lastOp)) {
                    Map<String, String> newMap = this.duplicateAndInsertNewMap(oldMap);
                    newMap.remove(key);
                } else {
                    oldMap.remove(key);
                }

            }
        }
    }

    public void clear() {
        this.lastOperation.set(1);
        this.copyOnThreadLocal.remove();
    }

    public String get(String key) {
        Map<String, String> map = (Map)this.copyOnThreadLocal.get();
        return map != null && key != null ? (String)map.get(key) : null;
    }

    public Map<String, String> getPropertyMap() {
        this.lastOperation.set(2);
        return (Map)this.copyOnThreadLocal.get();
    }

    public Set<String> getKeys() {
        Map<String, String> map = this.getPropertyMap();
        return map != null ? map.keySet() : null;
    }

    public Map<String, String> getCopyOfContextMap() {
        Map<String, String> hashMap = (Map)this.copyOnThreadLocal.get();
        return hashMap == null ? null : new HashMap(hashMap);
    }

    public void setContextMap(Map<String, String> contextMap) {
        this.lastOperation.set(1);
        Map<String, String> newMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
        newMap.putAll(contextMap);
        this.copyOnThreadLocal.set(newMap);
    }
}

MessageStorage类


import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.apache.rocketmq.client.consumer.AllocateMessageQueueStrategy;
import org.apache.rocketmq.client.log.ClientLogger;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageQueue;
import org.apache.rocketmq.logging.InternalLogger;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Objects;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * Message storage
 */
public class MessageStorage {

    private static final InternalLogger log = ClientLogger.getLog();

    private static BasicMDC mdcUtils;

    static {
        mdcUtils = new BasicMDC();
    }

    /**
     * Determine whether there is a grayscale client
     *
     * @param cidAll
     * @return
     */
    public static boolean hasCanaryRelease(List<String> cidAll) {
        return !getCanaryCids(cidAll).isEmpty();
    }

    /**
     * Determine if all are grayscale clients
     *
     * @param cidAll
     * @return
     */
    public static boolean allCanaryRelease(List<String> cidAll) {
        List<String> canaryCids = getCanaryCids(cidAll);
        return canaryCids.size() == cidAll.size();
    }

    /**
     * Connect the message queue into a string
     *
     * @param messageQueues
     * @return
     */
    public static String joinMessageQueue(List<MessageQueue> messageQueues) {
        return messageQueues.stream()
                .map(mq -> mq.getBrokerName() + ":" + mq.getQueueId())
                .collect(Collectors.joining(", "));
    }


    /**
     * Get the list of grayscale clients
     *
     * @param cidAll
     * @return
     */
    public static List<String> getCanaryCids(List<String> cidAll) {
        return cidAll.stream()
                .filter(cid -> cid.contains(CustomCommonConstant.CANARY_RELEASE_PREFIX))
                .collect(Collectors.toList());
    }

    /**
     * Get a list of non grayscale clients
     *
     * @param cidAll
     * @return
     */
    public static List<String> getNormalCids(List<String> cidAll) {
        return cidAll.stream()
                .filter(cid -> !cid.contains(CustomCommonConstant.CANARY_RELEASE_PREFIX))
                .collect(Collectors.toList());
    }


    /**
     * Get the list of grayscale queues
     *
     * @param mqAll
     * @return
     */
    public static List<MessageQueue> getCanaryQueues(List<MessageQueue> mqAll) {
        Collections.sort(mqAll);
        log.info("topic:{} reBalance, has canary release client, allocate {} message queue by canary release strategy.\n", JSON.toJSONString(mqAll));
        int size = mqAll.size();
        if (size > CustomCommonConstant.GRAYSCALE_QUEUE_SIZE) {
            List<MessageQueue> lastTwo = mqAll.subList(size - CustomCommonConstant.GRAYSCALE_QUEUE_SIZE, size);
            return new ArrayList<>(lastTwo);
        } else {
            return new ArrayList<>();
        }
    }

    /**
     * Get non grayscale queue list
     *
     * @param mqAll
     * @return
     */
    public static List<MessageQueue> getNormalQueues(List<MessageQueue> mqAll) {
        Collections.sort(mqAll);
        log.info("topic:{} reBalance, has normal release client, allocate {} message queue by canary release strategy.\n", JSON.toJSONString(mqAll));
        int size = mqAll.size();
        if (size > CustomCommonConstant.GRAYSCALE_QUEUE_SIZE) {
            List<MessageQueue> lastTwo = mqAll.subList(0, size - 2);
            return new ArrayList<>(lastTwo);
        } else {
            return new ArrayList<>(mqAll);
        }
    }

    private static volatile String canaryRelease = null;

    /**
     * Determine whether it is a grayscale client
     *
     * @return
     */
    public static boolean isCanaryRelease() {
        return Boolean.parseBoolean(getCanaryRelease());
    }

    /**
     * Determine whether it is a grayscale client
     *
     * @return boolean
     */
    public static boolean isThreadCanaryRelease() {
        String data = mdcUtils.get(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE);
        return Boolean.parseBoolean(data);
    }

    /**
     * Set MDC
     *
     * @param key
     * @param value
     */
    public static void setMDC(String key, String value) {
        mdcUtils.put(key, value);
    }

    /**
     * @param key
     * @return {@link String }
     */
    public static String getMdcKey(String key) {
        return mdcUtils.get(key);
    }

    /**
     * Clear MDC
     */
    public static void clearMDC() {
        mdcUtils.clear();
    }

    /**
     * Replacement strategy
     *
     * @return {@link AllocateMessageQueueStrategy }
     */
    public static AllocateMessageQueueStrategy getAllocateMessageQueueAveragely(AllocateMessageQueueStrategy allocateMessageQueueStrategy) {
//        if (isCanaryRelease()) {
//            return new CanaryAllocateMessageQueueStrategyImpl();
//        } else {
//            return allocateMessageQueueStrategy;
//        }
        return new CanaryAllocateMessageQueueStrategyImpl();
    }

    private static String getCanaryRelease() {
        if (Objects.isNull(canaryRelease)) {
            synchronized (MessageStorage.class) {
                if (Objects.nonNull(canaryRelease)) {
                    return canaryRelease;
                }
                //CANARY_RELEASE
                String tmpCanaryRelease = System.getProperty("canary.release");
                if (Objects.isNull(tmpCanaryRelease)) {
                    tmpCanaryRelease = "false";
                }
                canaryRelease = tmpCanaryRelease;
                return canaryRelease;
            }
        }
        return canaryRelease;
    }
}

拦截配置

消费者拦截

@Component
@Aspect
public class ConsumerAOP {

    @Pointcut("execution(public * org.apache.rocketmq.client.consumer.listener.*.*(..))")
    public void aspectConsumer() {
    }

    @Before("aspectConsumer()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint) {
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        for (Object arg : args) {
            if (arg instanceof List<?>) {
                List<MessageExt> messageExtList = (List<MessageExt>) arg;
                for (MessageExt messageExt : messageExtList) {
                    String threadCanaryRelease = messageExt.getProperty(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE);
                    if(StringUtils.isEmpty(threadCanaryRelease)){
                        threadCanaryRelease = "false";
                    }
                    MessageStorage.setMDC(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE, threadCanaryRelease);
                }
            }
        }
    }
}

@Component
@Aspect
public class ListenerAOP {

    @Pointcut("execution(public * org.apache.rocketmq.spring.core.*.*(..))")
    public void aspectListener(){}


    @Before("aspectListener()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint){
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        for (Object arg : args) {
            if (arg instanceof MessageExt){
                MessageExt messageExt = (MessageExt) arg;
                String threadCanaryRelease = messageExt.getProperty(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE);
                if(StringUtils.isEmpty(threadCanaryRelease)){
                    threadCanaryRelease = "false";
                }
                MessageStorage.setMDC(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE, threadCanaryRelease);
            }
        }
    }
}

生产者拦截

@Component
@Aspect
public class ProducerAOP {

    @Pointcut("execution(public * org.apache.rocketmq.client.producer.*.*(..))")
    public void aspectProducer() {
    }

    @Before("aspectProducer()")
    public void doBefore(JoinPoint joinPoint) {
        Object[] args = joinPoint.getArgs();
        for (Object arg : args) {
            if (arg instanceof Message) {
                Message message = (Message) arg;
                String threadCanaryRelease = MessageStorage.getMdcKey(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE);
                if(StringUtils.isEmpty(threadCanaryRelease)){
                    threadCanaryRelease = "false";
                }
                message.putUserProperty(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE, threadCanaryRelease);
            }
        }
    }
}

请求拦截

@Slf4j
@Component
@WebFilter(urlPatterns = "/*", filterName = "requestFilter")
@Order(Integer.MIN_VALUE)
@RequiredArgsConstructor(onConstructor = @__(@Autowired))
public class ForwardFilter implements Filter {

    @SneakyThrows
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) {
        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
        String threadCanaryRelease = req.getHeader("THREAD_CANARY_RELEASE");
        log.info("attributeNames:{}", JSON.toJSONString(req.getHeaderNames()));
        if(Objects.nonNull(threadCanaryRelease)){
            MessageStorage.setMDC(CustomCommonConstant.THREAD_CANARY_RELEASE, "true");
        }
        filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
    }
}

验证过程

消费者（未启动灰度订阅）

在这里插入图片描述

消费者（灰度订阅）

在这里插入图片描述

验证消息链路

发送端

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/producer")
public class ProducerMessageContrlller {
    @Autowired
    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;

    @PostMapping("/send")
    public void send()
    {
        boolean canaryRelease = MessageStorage.isCanaryRelease();
        String body = String.format("发送消息,环境:%s", canaryRelease ? "灰度" : "正式");
//        for (Integer i = 0; i < 100; i++) {
            log.info("发送消息,环境:{}", canaryRelease ? "灰度" : "正式");
            rocketMQTemplate.convertAndSend("TEST-DATA-MSG", body);
//        }
    }
}

消费端

@Slf4j
@Service
@RocketMQMessageListener(topic = "TEST-DATA-MSG", consumerGroup = "test-consumer-group")
public class MyConsumer1 implements RocketMQListener<MessageExt> {
    @Override
    public void onMessage(MessageExt message) {
        boolean canaryRelease = MessageStorage.isCanaryRelease();
        Map<String, String> properties = message.getProperties();
        log.info("received message: 【{}】 环境:【{}】 配置参数：【{}】 ", new String(message.getBody()),canaryRelease ? "灰度" : "正式",JSON.toJSONString(properties));
    }
}