Kafka-消费者-KafkaConsumer分析-Heartbeat

在前面分析Rebalance操作的原理时介绍到，消费者定期向服务端的GroupCoordinator发送HeartbeatRequest来确定彼此在线。

下面就来详细分析KafkaConsumer中Heartbeat的相关实现。

首先了解一下心跳请求和响应的格式。HeartbeatRequest的消息体格式比较简单，依次包含group_id(String)、group_generation_id(int)、member_id(String)三个字段。HeartbeatResponse消息体只包含一个short类型的error_code。

HeartbeatTask是一个实现DelayedTask接口的定时任务，负责定时发送HeartbeatRequest并处理其响应，此逻辑在其run方法中实现，下面就来分析HeartbeatTask.run()方法的具体流程，如图所示。

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首先检查是否需要发送HeartbeatRequest,条件有多个：

GroupCoordinator已确定且已连接；
不处于正在等待Partition分配结果的状态；
之前的HeartbeatRequest请求正常收到响应且没有过期。
如果不符合条件，则不再执行HeartbeatTask,等待后续调用reset方法重启HeartbeatTask任务。

调用Heartbeat.sessionTimeoutExpired方法，检测HeartbeatResponse是否超时。若超时，则认为GroupCoordinator宕机，调用coordinatorDead方法清空其unsent集合中对应的请求队列并将这些请求标记为异常后结束，将coordinator字段设置为null,表示将重新选择GroupCoordinator。同时还会停止HeartbeatTask的执行。
检测HeartbeatTask是否到期，如果不到期则更新其到期时间，将HeartbeatTask对象重新添加到DelayedTaskQueue中，等待其到期后执行；如果已到期则继续后面的步骤，发送HeartbeatRequest请求。
更新最近一次发送HeartbeatRequest请求的时间，将requestinFlight设置为true,表示有未响应的HeartbeatRequest请求，防止重复发送。
创建HeartbeatRequest请求，并调用ConsumerNetworkClient.send方法，将请求放入unsent集合中缓存并返回RequestFuture。在后面的ConsumerNetworkClient.poll()操作中会将其发送给GroupCoordinator。
在RequestFuture对象上添加RequestFutureListener。

下面介绍一下HeartbeatResponse相关的处理。首先需要注意上面介绍的sendHeartbeatRequest()方法，它使用HeartbeatCompletionHandler将client.send方法返回的RequestFuture适配成RequestFuture后返回。：

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CoordinatorResponseHandler是一个抽象类，其中有pasre和handle()两个抽象方法，parse()方法对ClientResponse进行解析，得到指定类型的响应；handle()方法对解析后的响应进行处理。

CoordinatorResponseHandler实现了RequestFuture抽象类的onSuccess方法和onFailure方法。

处理HeartbeatResponse的相关处理流程如图所示。

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RequestFuture和RequestFutureListener只是为了实现适配器的功能，并没有实际处理逻辑。

当ClientResponse传递到HeartbeatCompletionHandler处时，会通过parse方法解析成HeartbeatResponse,然后进入handle方法处理。

在HeartbeatCompletionHandler.handle方法中，判断HeartbeatResponse中是否包含错误码，如果不包含，则调用RequestFuture的complete(null)方法，将HeartbeatResponse成功的事件传播下去；

反之，针对不同类型错误码分类处理，并调用raise()方法设置对应异常。

例如，错误码是ILLEGAL_GENERATION,表示HeartbeatRequest中携带的generationld过期，GroupCoordinator已经开始新的一轮Rebalance操作，则将rejoinNeeded设置为true,这会重新发送JoinGroupRequest请求尝试加入Consumer Group,也会导致HeartbeatTask任务停止。

如果错误码是UNKNOWN_MEMBER_ID,表示GroupCoordinator识别不了此Consumer,则清空memberld,尝试重新加入Consumer Group。
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HeartbeatCompletionHandler.handle()方法中会调用RequestFuture的complete方法或raise方法，这两个方法中没有处理逻辑，但是会触发其上的RequestFutureListener(在HeartbeatTaskrun)方法的步骤6中注册),此监听器会将requestlnFlight设置为false,表示所有HeartbeatRequest都已经完成，并将HeartbeatTask重新放入定时任务队列，等待下一次到期执行。