nsqlookupd：高性能消息中间件 NSQ 解析

本文分享自华为云社区《高性能消息中间件 NSQ 解析-nsqlookupd 实现细节介绍》，原文作者：aoho 。

本篇将会结合源码介绍 nsqlookupd 的实现细节。nsqlookupd 主要流程与nsqd 执行逻辑相似，区别在于具体运行的任务不同。

nsqlookupd是nsq管理集群拓扑信息以及用于注册和发现nsqd服务。所以，也可以把nsqlookupd理解为注册发现服务。当nsq集群中有多个nsqlookupd服务时，因为每个nsqd都会向所有的nsqlookupd上报本地信息，因此nsqlookupd具有最终一致性。

入口函数

在 nsq/apps/nsqlookupd/main.go 可以找到执行入口文件。

// 位于apps/nsqlookupd/main.go:45
func main() {prg := &program{}if err := svc.Run(prg, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM); err != nil {logFatal("%s", err)}
}func (p *program) Init(env svc.Environment) error {if env.IsWindowsService() {dir := filepath.Dir(os.Args[0])return os.Chdir(dir)}return nil
}func (p *program) Start() error {opts := nsqlookupd.NewOptions()flagSet := nsqlookupdFlagSet(opts)...
}

同样，通过第三方 svc 包进行优雅的后台进程管理，svc.Run() -> svc.Init() -> svc.Start()，启动 nsqlookupd 实例。

// 位于 apps/nsqlookupd/main.go:80
options.Resolve(opts, flagSet, cfg)nsqlookupd, err := nsqlookupd.New(opts)if err != nil {logFatal("failed to instantiate nsqlookupd", err)}p.nsqlookupd = nsqlookupdgo func() {err := p.nsqlookupd.Main()if err != nil {p.Stop()os.Exit(1)}}()

初始化配置参数(优先级：flagSet-命令行参数 > cfg-配置文件 > opts-默认值)，开启协程，进入 nsqlookupd.Main() 主函数。

监听请求

我们来看下 nsqlookupd 是如何监听请求的，代码实现如下：

// 位于 nsqlookupd/nsqlookupd.go:53
func (l *NSQLookupd) Main() error {ctx := &Context{l}exitCh := make(chan error)var once sync.OnceexitFunc := func(err error) {once.Do(func() {if err != nil {l.logf(LOG_FATAL, "%s", err)}exitCh <- err})}tcpServer := &tcpServer{ctx: ctx}l.waitGroup.Wrap(func() {exitFunc(protocol.TCPServer(l.tcpListener, tcpServer, l.logf))})httpServer := newHTTPServer(ctx)l.waitGroup.Wrap(func() {exitFunc(http_api.Serve(l.httpListener, httpServer, "HTTP", l.logf))})err := <-exitChreturn err
}

开启 goroutine 执行 tcpServer, httpServer，分别监听 nsqd, nsqadmin 的客户端请求。

处理请求

// 位于 internal/protocol/tcp_server.go:17
func TCPServer(listener net.Listener, handler TCPHandler, logf lg.AppLogFunc) error {logf(lg.INFO, "TCP: listening on %s", listener.Addr())for {clientConn, err := listener.Accept()if err != nil {if nerr, ok := err.(net.Error); ok && nerr.Temporary() {logf(lg.WARN, "temporary Accept() failure - %s", err)runtime.Gosched()continue}// theres no direct way to detect this error because it is not exposedif !strings.Contains(err.Error(), "use of closed network connection") {return fmt.Errorf("listener.Accept() error - %s", err)}break}go handler.Handle(clientConn)}logf(lg.INFO, "TCP: closing %s", listener.Addr())return nil
}

TCPServer 循环监听客户端请求，建立长连接进行通信，并开启 handler 处理每一个客户端 conn。

装饰 http 路由

httpServer 通过 http_api.Decorate 装饰器实现对各 http 路由进行 handler 装饰，如加 log 日志、V1 协议版本号的统一格式输出等；

func newHTTPServer(ctx *Context) *httpServer {log := http_api.Log(ctx.nsqlookupd.logf)router := httprouter.New()router.HandleMethodNotAllowed = truerouter.PanicHandler = http_api.LogPanicHandler(ctx.nsqlookupd.logf)router.NotFound = http_api.LogNotFoundHandler(ctx.nsqlookupd.logf)router.MethodNotAllowed = http_api.LogMethodNotAllowedHandler(ctx.nsqlookupd.logf)s := &httpServer{ctx:    ctx,router: router,}router.Handle("GET", "/ping", http_api.Decorate(s.pingHandler, log, http_api.PlainText))router.Handle("GET", "/info", http_api.Decorate(s.doInfo, log, http_api.V1))// v1 negotiaterouter.Handle("GET", "/debug", http_api.Decorate(s.doDebug, log, http_api.V1))router.Handle("GET", "/lookup", http_api.Decorate(s.doLookup, log, http_api.V1))router.Handle("GET", "/topics", http_api.Decorate(s.doTopics, log, http_api.V1))router.Handle("GET", "/channels", http_api.Decorate(s.doChannels, log, http_api.V1))
}

处理客户端命令

tcp 解析 V1 协议，内部协议封装的 prot.IOLoop(conn) 进行循环处理客户端命令，直到客户端命令全部解析处理完毕才关闭连接。

var prot protocol.Protocolswitch protocolMagic {case "  V1":prot = &LookupProtocolV1{ctx: p.ctx}default:protocol.SendResponse(clientConn, []byte("E_BAD_PROTOCOL"))clientConn.Close()p.ctx.nsqlookupd.logf(LOG_ERROR, "client(%s) bad protocol magic '%s'",clientConn.RemoteAddr(), protocolMagic)return}err = prot.IOLoop(clientConn)

执行命令

通过内部协议进行 p.Exec(执行命令)、p.SendResponse(返回结果)，保证每个 nsqd 节点都能正确的进行服务注册(register)与注销(unregister)，并进行心跳检测(ping)节点的可用性，确保客户端取到的 nsqd 节点列表都是最新可用的。

for {line, err = reader.ReadString('\n')if err != nil {break}line = strings.TrimSpace(line)params := strings.Split(line, " ")var response []byteresponse, err = p.Exec(client, reader, params)if err != nil {ctx := ""if parentErr := err.(protocol.ChildErr).Parent(); parentErr != nil {ctx = " - " + parentErr.Error()}_, sendErr := protocol.SendResponse(client, []byte(err.Error()))if sendErr != nil {p.ctx.nsqlookupd.logf(LOG_ERROR, "[%s] - %s%s", client, sendErr, ctx)break}continue}if response != nil {_, err = protocol.SendResponse(client, response)if err != nil {break}}}conn.Close()

nsqlookupd 服务同时开启 tcp 和 http 两个监听服务，nsqd 会作为客户端，连上 nsqlookupd 的 tcp 服务，并上报自己的 topic 和 channel 信息，以及通过心跳机制判断 nsqd 状态；还有个 http 服务提供给 nsqadmin 获取集群信息。

小结

本文主要介绍 nsqlookupd 的实现，nsqlookupd 同样是一个守护进程，负责管理拓扑信息。客户端通过查询 nsqlookupd 来发现指定话题（ topic ）的生产者，并且 nsqd 节点广播话题（topic）和通道（ channel ）信息。有两个接口： TCP 接口， nsqd 用它来广播。 HTTP 接口，客户端用它来发现和管理。

下一篇文章，将会继续介绍 nsq 中其他模块实现的细节。

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