源码分析：Pulsar 的Broker dynamic config 是怎么玩的

有没有听说过Pulsasr的动态配置？namespace 策略 ，以及topic策略，今天我们先来看看动态配置的玩法~

带着疑问来看源码：

• broker的配置是怎么加载的？
• broker的动态配置应该怎么配置？ 支持哪些动态配置？有什么需要注意的？
• 动态配置和静态配置有啥区别？
• broker的动态配置是怎么实现的？

好了，正文开始，哦，不，先打个广告： 本文已参与「开源摘星计划」，欢迎正在阅读的你加入。活动链接：github.com/weopenproje…

好了，正文真的开始了！

broker的配置加载

我们启动时的配置在broker.conf文件中。 初始化PulsarBrokerStarter对象的时候会在加载配置:

brokerConfig = loadConfig(starterArguments.brokerConfigFile);

private static ServiceConfiguration loadConfig(String configFile) throws Exception {
        SLF4JBridgeHandler.removeHandlersForRootLogger();
        SLF4JBridgeHandler.install();
        try (InputStream inputStream = new FileInputStream(configFile)) {// 创建文件输入流
						// create 负责读入数据流进行load配置
            ServiceConfiguration config = create(inputStream, ServiceConfiguration.class);
            // it validates provided configuration is completed
            isComplete(config);
						// 返回ServiceConfiguration， 
            return config;
        }
    }


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配置会转换成ServiceConfiguration对象，这个对象有一堆的set，get方法：

public static <T extends PulsarConfiguration> T create(InputStream inStream,
            Class<? extends PulsarConfiguration> clazz) throws IOException, IllegalArgumentException {
        try {
            checkNotNull(inStream);
            Properties properties = new Properties();
						// 将输入流转换成KeyValue形式的属性Properties
            properties.load(inStream);
            return (create(properties, clazz)); // 即将创建配置对象
        } finally {
            if (inStream != null) {
                inStream.close();
            }
        }
    }

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public static <T extends PulsarConfiguration> T create(Properties properties,
            Class<? extends PulsarConfiguration> clazz) throws IOException, IllegalArgumentException {
        checkNotNull(properties);
        T configuration = null;
        try {
            configuration = (T) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); // 通过反射创建配置对象
            configuration.setProperties(properties);
            update((Map) properties, configuration); // 遍历每个属性Properties，给对象属性赋值，具体就不展开分析了。
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException
                | NoSuchMethodException | InvocationTargetException e) {
            throw new IllegalArgumentException("Failed to instantiate " + clazz.getName(), e);
        }
        return configuration;
    }
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broker动态配置

broker.conf 配置是静态的，如果需要更改，必须重启，而且是所有broker结点的配置都需要更改，都要重启，虽然说broker是无状态的，但是这也设计bundle的迁移，客户端需要重新走Lookup流程，这对客户端来说，是有感知的！

动态配置能实现不重启达到配置更改的效果。修改动态配置方法如下：

// cli
设置动态配置
$ pulsar-admin brokers update-dynamic-config --config 配置名--value 配置值
查看所有可动态配置的参数
pulsar-admin brokers list-dynamic-config
查看所有已经动态配置的参数
pulsar-admin brokers get-all-dynamic-config
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其他restfulapi 和 java client方式请看pulsar.apache.org/docs/next/a…

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实现原理

我们设置一个动态配置：

hcb@ubuntu:~/data/code/pulsar/bin$ ./pulsar-admin brokers update-dynamic-config --config  loadBalancerAutoBundleSplitEnabled --value true
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更改的配置都会在/admin/configuration结点上。

下面以loadBalancerAutoBundleSplitEnabled 这个动态配置为例，来分析代码上的实现：

在ServiceConfiguration对象中，loadBalancerAutoBundleSplitEnabled 属性有一个注解，这个注解中显示了dynamic=true 什么？！ 你还不知道loadBalancerAutoBundleSplitEnabled ，推荐你看一下Pulsar 负载管理 & Topic归属 Lookup机制

@FieldContext(
        dynamic = true,
        category = CATEGORY_LOAD_BALANCER,
        doc = "enable/disable automatic namespace bundle split"
    )
    private boolean loadBalancerAutoBundleSplitEnabled = true;
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在BrokerService中有一个dynamicConfigurationMap 属性，这个属性初始化的时候，BrokerService会将所有broker.conf中能动态更新的配置都缓存一份到dynamicConfigurationMap 中。

private static final ConcurrentOpenHashMap<String, ConfigField> dynamicConfigurationMap =
            prepareDynamicConfigurationMap();

private static ConcurrentOpenHashMap<String, ConfigField> prepareDynamicConfigurationMap() {
        ConcurrentOpenHashMap<String, ConfigField> dynamicConfigurationMap = new ConcurrentOpenHashMap<>();
        for (Field field : ServiceConfiguration.class.getDeclaredFields()) {
            if (field != null && field.isAnnotationPresent(FieldContext.class)) { // 
                field.setAccessible(true);
                if (field.getAnnotation(FieldContext.class).dynamic()) {  // 如果dynamic属性是true，则会将这个值添加到map中，将所有broker.conf中能动态更新的配置都缓存一份到broker中
                    dynamicConfigurationMap.put(field.getName(), new ConfigField(field));
                }
            }
        }
        return dynamicConfigurationMap;
    }
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另外，我们发现，这个/admin/configuration节点并非是一个临时结点！！！

这样就代表着，即使zk，broker重启，这个配置依旧存在，那么如果zk和broker中都有，最终读取的是哪个配置呢？

答案是优先读取zk的数据！ 所以如果我们改动了broker.conf的配置，但是发现并没有生效，那么你就需要看下zk的配置了！

最后当配置发生改变时怎么办呢？ 肯定是使用监听机制对zk的/admin/configuration结点进行监听，一旦发现有配置变更就会更新这个map。我们来看下具体的实现：

// update dynamic configuration and register-listener
updateConfigurationAndRegisterListeners();

private void updateConfigurationAndRegisterListeners() {
        // (1) Dynamic-config value validation: add validator if updated value required strict check before considering
        // validate configured load-manager classname present into classpath
        addDynamicConfigValidator("loadManagerClassName", (className) -> {
            try {
                Class.forName(className);
            } catch (ClassNotFoundException | NoClassDefFoundError e) {
                log.warn("Configured load-manager class {} not found {}", className, e.getMessage());
                return false;
            }
            return true;
        });

        // (2) update ServiceConfiguration value by reading zk-configuration-map  ，从这里函数里，我们可以看到其实会去读zk的数据，也就是说，zk的数据会覆盖broker的配置！
        updateDynamicServiceConfiguration();

        // (3) Listener Registration
        // add listener on "maxConcurrentLookupRequest" value change
        registerConfigurationListener("maxConcurrentLookupRequest",
                (maxConcurrentLookupRequest) -> lookupRequestSemaphore.set(
                        new Semaphore((int) maxConcurrentLookupRequest, false)));
        // add listener on "maxConcurrentTopicLoadRequest" value change
        registerConfigurationListener("maxConcurrentTopicLoadRequest",
                (maxConcurrentTopicLoadRequest) -> topicLoadRequestSemaphore.set(
                        new Semaphore((int) maxConcurrentTopicLoadRequest, false)));
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从上面可以看出，我们为每个值的改变都单独设置了监听回调函数,从这点来看，pulsar做得更为细致，并不是单单监听change事件就一顿遍历所有动态配置，设计十分得到位。

public <T> void registerConfigurationListener(String configKey, Consumer<T> listener) {
        validateConfigKey(configKey);
        configRegisteredListeners.put(configKey, listener);
    }
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以负载类为例，当loadManagerClassName发生改变之后，会触发创建一个新的LoadManager。其实我认为这里如果可以先判断一下是否和原有配置相等，不相等才会进行更新，这样效果应该是更好的！

registerConfigurationListener("loadManagerClassName", className -> {
            pulsar.getExecutor().execute(() -> {
                try {
                    final LoadManager newLoadManager = LoadManager.create(pulsar);
                    log.info("Created load manager: {}", className);
                    pulsar.getLoadManager().get().stop();
                    newLoadManager.start();
                    pulsar.getLoadManager().set(newLoadManager); // 设置新的负载管理对象！
                } catch (Exception ex) {
                    log.warn("Failed to change load manager", ex);
                }
            });
        });
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最后我们分析一下updateDynamicServiceConfiguration()从zk读取数据以及覆盖配置的地方 pulsar().getPulsarResources().getDynamicConfigResources() ，另外我们注意到，配置读进来是字符串的，怎么转换成数字和其他类型的呢？

private void updateDynamicServiceConfiguration() {
        Optional<Map<String, String>> configCache = Optional.empty();

        try {
            configCache  =
                    pulsar().getPulsarResources().getDynamicConfigResources().getDynamicConfiguration();

            // create dynamic-config if not exist. // 先读取的是zk的数据
            if (!configCache.isPresent()) {
                pulsar().getPulsarResources().getDynamicConfigResources()   
                        .setDynamicConfigurationWithCreate(n -> Maps.newHashMap());
            }
        } catch (Exception e) {
            log.warn("Failed to read dynamic broker configuration", e);
        }

        configCache.ifPresent(stringStringMap -> stringStringMap.forEach((key, value) -> {
            // validate field
            if (dynamicConfigurationMap.containsKey(key) && dynamicConfigurationMap.get(key).validator != null) {
                if (!dynamicConfigurationMap.get(key).validator.test(value)) {
                    log.error("Failed to validate dynamic config {} with value {}", key, value);
                    throw new IllegalArgumentException(
                            String.format("Failed to validate dynamic-config %s/%s", key, value));
                }
            }
            // update field value 
            try {
                Field field = ServiceConfiguration.class.getDeclaredField(key);
                if (field != null && field.isAnnotationPresent(FieldContext.class)) {
                    field.setAccessible(true);
                    field.set(pulsar().getConfiguration(), FieldParser.value(value, field)); // FiedParser.value解析字符串转换成其他类型
                    log.info("Successfully updated {}/{}", key, value);
                }
            } catch (Exception e) {
                log.warn("Failed to update service configuration {}/{}, {}", key, value, e.getMessage());
            }
        }));
    }

public static Object value(String strValue, Field field) {
        checkNotNull(field);
        // if field is not primitive type
        Type fieldType = field.getGenericType();
        if (fieldType instanceof ParameterizedType) {
            Class<?> clazz = (Class<?>) ((ParameterizedType) field.getGenericType()).getActualTypeArguments()[0];
            if (field.getType().equals(List.class)) {
                // convert to list
                return stringToList(strValue, clazz);
            } else if (field.getType().equals(Set.class)) {
                // covert to set
                return stringToSet(strValue, clazz);
            } else if (field.getType().equals(Map.class)) {
                Class<?> valueClass =
                    (Class<?>) ((ParameterizedType) field.getGenericType()).getActualTypeArguments()[1];
                return stringToMap(strValue, clazz, valueClass);
            } else if (field.getType().equals(Optional.class)) {
                Type typeClazz = ((ParameterizedType) fieldType).getActualTypeArguments()[0];
                if (typeClazz instanceof ParameterizedType) {
                    throw new IllegalArgumentException(format("unsupported non-primitive Optional<%s> for %s",
                            typeClazz.getClass(), field.getName()));
                }
                return Optional.ofNullable(convert(strValue, (Class) typeClazz));
            } else {
                throw new IllegalArgumentException(
                        format("unsupported field-type %s for %s", field.getType(), field.getName()));
            }
        } else {
            return convert(strValue, field.getType());
        }
    }
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小结

• broker的配置是怎么加载的？

  • 答： 通过解析broker.conf文件里的配置生成配置对象，再将这个配置传递给每个服务模块

• broker的动态配置应该怎么配置？ 支持哪些动态配置？有什么需要注意的？

  • 可通过admin cli, restful , lanuage api 配置
  • 查看支持配置的动态：pulsar-admin brokers list-dynamic-config
  • 注意动态配置高于broker.conf的配置

• 动态配置和静态配置有啥区别？

  • 静态配置只对一个broker生效
  • 动态配置对所有的broker生效

• broker的动态配置是怎么实现的？

  • 读取元数据的配置进行动态配置的，当发现有数据改变会触发对应的函数。

• 注：除了broker的配置，其实我们还可以设置namespace的配置策略，或者topic级别的配置策略。这个我们下次再进行分析！