Vorübergehende Spitzen mit Ablaufsteuerung verarbeiten

Bei Datenpipelines kommt es manchmal zu Spitzen beim veröffentlichten Traffic. Traffic-Spitzen können Abonnenten überfordern, wenn du nicht darauf vorbereitet bist. Eine einfache Lösung, um Trafficanstiege zu vermeiden, besteht darin, die Ressourcen für Pub/Sub-Abonnenten dynamisch zu erhöhen, um mehr Nachrichten zu verarbeiten. Diese Lösung kann jedoch zu höheren Kosten führen oder nicht sofort funktionieren. Möglicherweise benötigen Sie viele VMs.

Mit der Ablaufsteuerung auf Abonnentenseite kann der Abonnent die Rate regulieren, mit der Nachrichten aufgenommen werden. Die Ablaufsteuerung bewältigt also Trafficspitzen, ohne die Kosten zu erhöhen oder bis der Abonnent hochskaliert wird.

Die Ablaufsteuerung ist ein verfügbares Feature in der Pub/Sub-Clientbibliothek auf hoher Ebene. Wenn Sie eine Clientbibliothek auf niedriger Ebene verwenden, können Sie auch Ihre eigene Programmierung zur Ablaufsteuerung implementieren.

Wichtig: Wenn Sie plötzliche Spitzen beim Traffic für veröffentlichte Nachrichten feststellen, verwenden Sie die Ablaufsteuerung in Ihrem Pull-Abonnentenclient, um vorübergehende Spitzen zu bewältigen.

Die Notwendigkeit der Ablaufsteuerung deutet darauf hin, dass Nachrichten schneller veröffentlicht als verarbeitet werden. Wenn dieses Szenario ein dauerhafter Zustand und kein vorübergehender Anstieg des Nachrichtenvolumens ist, sollten Sie die Anzahl der Abonnentenclientinstanzen erhöhen.

Konfiguration der Ablaufsteuerung

Mit der Ablaufsteuerung können Sie die maximale Anzahl von Byte konfigurieren, die für ausstehende Anfragen zugewiesen werden, sowie die maximal zulässige Anzahl ausstehender Nachrichten. Legen Sie diese Limits entsprechend der Durchsatzkapazität Ihrer Clientmaschinen fest.

Die Standardwerte für die Variablen zur Ablaufsteuerung und die Namen der Variablen können sich je nach Clientbibliothek unterscheiden. In der Java-Clientbibliothek werden beispielsweise die folgenden Variablen zur Konfiguration der Ablaufsteuerung verwendet:

  • setMaxOutstandingElementCount(): Definiert die maximale Anzahl von Nachrichten, für die Pub/Sub keine Bestätigungen oder negativen Bestätigungen erhalten hat.

  • setMaxOutstandingRequestBytes(): Definiert die maximale Größe von Nachrichten, für die Pub/Sub keine Bestätigungen oder negativen Bestätigungen erhalten hat.

Wenn das Limit für setMaxOutstandingElementCount() oder setMaxOutstandingRequestBytes() überschritten wird, ruft der Abonnentenclient keine weiteren Nachrichten ab. Dieses Verhalten wird fortgesetzt, bis die bereits abgerufenen Nachrichten bestätigt oder negativ bestätigt werden. So können wir den Durchsatz an die Kosten anpassen, die mit der Ausführung von mehr Abonnenten verbunden sind.

Codebeispiele für die Ablaufsteuerung

Mit den Funktionen zur Ablaufsteuerung des Abonnenten können Sie die Rate steuern, mit der der Abonnentenclient Nachrichten empfängt. Diese Funktionen zur Ablaufsteuerung werden in den folgenden Beispielen veranschaulicht:

C++

Bevor Sie dieses Beispiel testen, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für C++ in der Kurzanleitung: Clientbibliotheken verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Pub/Sub C++ API-Referenzdokumentation. 

namespace pubsub = ::google::cloud::pubsub;
using ::google::cloud::future;
using ::google::cloud::Options;
using ::google::cloud::StatusOr;
auto sample = [](std::string project_id, std::string subscription_id) {
  // Change the flow control watermarks, by default the client library uses
  // 0 and 1,000 for the message count watermarks, and 0 and 10MiB for the
  // size watermarks. Recall that the library stops requesting messages if
  // any of the high watermarks are reached, and the library resumes
  // requesting messages when *both* low watermarks are reached.
  auto constexpr kMiB = 1024 * 1024L;
  auto subscriber = pubsub::Subscriber(pubsub::MakeSubscriberConnection(
      pubsub::Subscription(std::move(project_id), std::move(subscription_id)),
      Options{}
          .set<pubsub::MaxOutstandingMessagesOption>(1000)
          .set<pubsub::MaxOutstandingBytesOption>(8 * kMiB)));

  auto session = subscriber.Subscribe(
      [](pubsub::Message const& m, pubsub::AckHandler h) {
        std::move(h).ack();
        std::cout << "Received message " << m << "\n";
        PleaseIgnoreThisSimplifiesTestingTheSamples();
      });
  return std::make_pair(subscriber, std::move(session));
};

C#

Bevor Sie dieses Beispiel testen, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für C# in der Schnellstart-Anleitung: Clientbibliotheken verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub C# API. 


using Google.Api.Gax;
using Google.Cloud.PubSub.V1;
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public class PullMessagesWithFlowControlAsyncSample
{
    public async Task<int> PullMessagesWithFlowControlAsync(string projectId, string subscriptionId, bool acknowledge)
    {
        SubscriptionName subscriptionName = SubscriptionName.FromProjectSubscription(projectId, subscriptionId);
        int messageCount = 0;
        SubscriberClient subscriber = await new SubscriberClientBuilder
        {
            SubscriptionName = subscriptionName,
            Settings = new SubscriberClient.Settings
            {
                AckExtensionWindow = TimeSpan.FromSeconds(4),
                AckDeadline = TimeSpan.FromSeconds(10),
                FlowControlSettings = new FlowControlSettings(maxOutstandingElementCount: 100, maxOutstandingByteCount: 10240)
            }
        }.BuildAsync();
        // SubscriberClient runs your message handle function on multiple
        // threads to maximize throughput.
        Task startTask = subscriber.StartAsync((PubsubMessage message, CancellationToken cancel) =>
        {
            string text = message.Data.ToStringUtf8();
            Console.WriteLine($"Message {message.MessageId}: {text}");
            Interlocked.Increment(ref messageCount);
            return Task.FromResult(acknowledge ? SubscriberClient.Reply.Ack : SubscriberClient.Reply.Nack);
        });
        // Run for 5 seconds.
        await Task.Delay(5000);
        await subscriber.StopAsync(CancellationToken.None);
        // Lets make sure that the start task finished successfully after the call to stop.
        await startTask;
        return messageCount;
    }
}

Go

Im folgenden Beispiel wird die Hauptversion der Go Pub/Sub-Clientbibliothek (v2) verwendet. Wenn Sie noch die v1-Bibliothek verwenden, finden Sie hier die Migrationsanleitung zu v2. Eine Liste der Codebeispiele für Version 1 finden Sie unter Eingestellte Codebeispiele.

Bevor Sie dieses Beispiel ausprobieren, folgen Sie der Go-Einrichtungsanleitung in der Kurzanleitung zur Verwendung von Clientbibliotheken. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub Go API.

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"

	"cloud.google.com/go/pubsub/v2"
)

func pullMsgsFlowControlSettings(w io.Writer, projectID, subID string) error {
	// projectID := "my-project-id"
	// subID := "my-sub"
	ctx := context.Background()
	client, err := pubsub.NewClient(ctx, projectID)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("pubsub.NewClient: %w", err)
	}
	defer client.Close()

	// client.Subscriber can be passed a subscription ID (e.g. "my-sub") or
	// a fully qualified name (e.g. "projects/my-project/subscriptions/my-sub").
	// If a subscription ID is provided, the project ID from the client is used.
	sub := client.Subscriber(subID)
	// MaxOutstandingMessages is the maximum number of unprocessed messages the
	// subscriber client will pull from the server before pausing. This also configures
	// the maximum number of concurrent handlers for received messages.
	//
	// For more information, see https://cloud.google.com/pubsub/docs/pull#streamingpull_dealing_with_large_backlogs_of_small_messages.
	sub.ReceiveSettings.MaxOutstandingMessages = 100
	// MaxOutstandingBytes is the maximum size of unprocessed messages,
	// that the subscriber client will pull from the server before pausing.
	sub.ReceiveSettings.MaxOutstandingBytes = 1e8
	err = sub.Receive(ctx, func(ctx context.Context, msg *pubsub.Message) {
		fmt.Fprintf(w, "Got message: %q\n", string(msg.Data))
		msg.Ack()
	})
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("sub.Receive: %w", err)
	}
	return nil
}

Java

Bevor Sie dieses Beispiel testen, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für Java in der Kurzanleitung: Clientbibliotheken verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub Java API. 


import com.google.api.gax.batching.FlowControlSettings;
import com.google.cloud.pubsub.v1.AckReplyConsumer;
import com.google.cloud.pubsub.v1.MessageReceiver;
import com.google.cloud.pubsub.v1.Subscriber;
import com.google.pubsub.v1.ProjectSubscriptionName;
import com.google.pubsub.v1.PubsubMessage;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class SubscribeWithFlowControlSettingsExample {
  public static void main(String... args) throws Exception {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    String projectId = "your-project-id";
    String subscriptionId = "your-subscription-id";

    subscribeWithFlowControlSettingsExample(projectId, subscriptionId);
  }

  public static void subscribeWithFlowControlSettingsExample(
      String projectId, String subscriptionId) {
    ProjectSubscriptionName subscriptionName =
        ProjectSubscriptionName.of(projectId, subscriptionId);

    // Instantiate an asynchronous message receiver.
    MessageReceiver receiver =
        (PubsubMessage message, AckReplyConsumer consumer) -> {
          // Handle incoming message, then ack the received message.
          System.out.println("Id: " + message.getMessageId());
          System.out.println("Data: " + message.getData().toStringUtf8());
          consumer.ack();
        };

    Subscriber subscriber = null;

    // The subscriber will pause the message stream and stop receiving more messsages from the
    // server if any one of the conditions is met.
    FlowControlSettings flowControlSettings =
        FlowControlSettings.newBuilder()
            // 1,000 outstanding messages. Must be >0. It controls the maximum number of messages
            // the subscriber receives before pausing the message stream.
            .setMaxOutstandingElementCount(1000L)
            // 100 MiB. Must be >0. It controls the maximum size of messages the subscriber
            // receives before pausing the message stream.
            .setMaxOutstandingRequestBytes(100L * 1024L * 1024L)
            .build();

    try {
      subscriber =
          Subscriber.newBuilder(subscriptionName, receiver)
              .setFlowControlSettings(flowControlSettings)
              .build();

      // Start the subscriber.
      subscriber.startAsync().awaitRunning();
      System.out.printf("Listening for messages on %s:\n", subscriptionName.toString());
      // Allow the subscriber to run for 30s unless an unrecoverable error occurs.
      subscriber.awaitTerminated(30, TimeUnit.SECONDS);
    } catch (TimeoutException timeoutException) {
      // Shut down the subscriber after 30s. Stop receiving messages.
      subscriber.stopAsync();
    }
  }
}

Node.js

Bevor Sie dieses Beispiel testen, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für PHP in der Schnellstart-Anleitung: Clientbibliotheken verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub Node.js API. 

/**
 * TODO(developer): Uncomment these variables before running the sample.
 */
// const subscriptionNameOrId = 'YOUR_SUBSCRIPTION_NAME_OR_ID';
// const maxInProgress = 5;
// const timeout = 10;

// Imports the Google Cloud client library
const {PubSub} = require('@google-cloud/pubsub');

// Creates a client; cache this for further use
const pubSubClient = new PubSub();

async function subscribeWithFlowControlSettings(
  subscriptionNameOrId,
  maxInProgress,
  timeout,
) {
  const subscriberOptions = {
    flowControl: {
      maxMessages: maxInProgress,
    },
  };

  // References an existing subscription.
  // Note that flow control settings are not persistent across subscribers.
  const subscription = pubSubClient.subscription(
    subscriptionNameOrId,
    subscriberOptions,
  );

  console.log(
    `Subscriber to subscription ${subscription.name} is ready to receive messages at a controlled volume of ${maxInProgress} messages.`,
  );

  const messageHandler = message => {
    console.log(`Received message: ${message.id}`);
    console.log(`\tData: ${message.data}`);
    console.log(`\tAttributes: ${message.attributes}`);

    // "Ack" (acknowledge receipt of) the message
    message.ack();
  };

  subscription.on('message', messageHandler);

  // Wait a while for the subscription to run. (Part of the sample only.)
  setTimeout(async () => {
    await subscription.close();
  }, timeout * 1000);
}

Node.js

Bevor Sie dieses Beispiel testen, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für PHP in der Schnellstart-Anleitung: Clientbibliotheken verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub Node.js API. 

/**
 * TODO(developer): Uncomment these variables before running the sample.
 */
// const subscriptionNameOrId = 'YOUR_SUBSCRIPTION_NAME_OR_ID';
// const maxInProgress = 5;
// const timeout = 10;

// Imports the Google Cloud client library
import {Message, PubSub, SubscriberOptions} from '@google-cloud/pubsub';

// Creates a client; cache this for further use
const pubSubClient = new PubSub();

async function subscribeWithFlowControlSettings(
  subscriptionNameOrId: string,
  maxInProgress: number,
  timeout: number,
) {
  const subscriberOptions: SubscriberOptions = {
    flowControl: {
      maxMessages: maxInProgress,
    },
  };

  // References an existing subscription.
  // Note that flow control settings are not persistent across subscribers.
  const subscription = pubSubClient.subscription(
    subscriptionNameOrId,
    subscriberOptions,
  );

  console.log(
    `Subscriber to subscription ${subscription.name} is ready to receive messages at a controlled volume of ${maxInProgress} messages.`,
  );

  const messageHandler = (message: Message) => {
    console.log(`Received message: ${message.id}`);
    console.log(`\tData: ${message.data}`);
    console.log(`\tAttributes: ${message.attributes}`);

    // "Ack" (acknowledge receipt of) the message
    message.ack();
  };

  subscription.on('message', messageHandler);

  // Wait a while for the subscription to run. (Part of the sample only.)
  setTimeout(async () => {
    await subscription.close();
  }, timeout * 1000);
}

Python

Bevor Sie dieses Beispiel testen, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für Python in der Schnellstart-Anleitung: Clientbibliotheken verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub Python API. 

from concurrent.futures import TimeoutError
from google.cloud import pubsub_v1

# TODO(developer)
# project_id = "your-project-id"
# subscription_id = "your-subscription-id"
# Number of seconds the subscriber should listen for messages
# timeout = 5.0

subscriber = pubsub_v1.SubscriberClient()
subscription_path = subscriber.subscription_path(project_id, subscription_id)

def callback(message: pubsub_v1.subscriber.message.Message) -> None:
    print(f"Received {message.data!r}.")
    message.ack()

# Limit the subscriber to only have ten outstanding messages at a time.
flow_control = pubsub_v1.types.FlowControl(max_messages=10)

streaming_pull_future = subscriber.subscribe(
    subscription_path, callback=callback, flow_control=flow_control
)
print(f"Listening for messages on {subscription_path}..\n")

# Wrap subscriber in a 'with' block to automatically call close() when done.
with subscriber:
    try:
        # When `timeout` is not set, result() will block indefinitely,
        # unless an exception is encountered first.
        streaming_pull_future.result(timeout=timeout)
    except TimeoutError:
        streaming_pull_future.cancel()  # Trigger the shutdown.
        streaming_pull_future.result()  # Block until the shutdown is complete.

Ruby

Im folgenden Beispiel wird die Ruby Pub/Sub-Clientbibliothek v3 verwendet. Wenn Sie noch die v2-Bibliothek verwenden, finden Sie hier die Migrationsanleitung für v3. Eine Liste der Ruby v2-Codebeispiele finden Sie unter eingestellte Codebeispiele.

Bevor Sie dieses Beispiel ausprobieren, folgen Sie der Anleitung zur Einrichtung von Ruby in der Kurzanleitung zur Verwendung von Clientbibliotheken. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzdokumentation zur Pub/Sub Ruby API. 

# subscription_id = "your-subscription-id"

pubsub = Google::Cloud::PubSub.new
subscriber = pubsub.subscriber subscription_id

listener = subscriber.listen inventory: 10 do |received_message|
  puts "Received message: #{received_message.data}"
  received_message.acknowledge!
end

listener.start
# Let the main thread sleep for 60 seconds so the thread for listening
# messages does not quit
sleep 60
listener.stop.wait!

Rust

Bevor Sie dieses Beispiel ausprobieren, folgen Sie der Einrichtungsanleitung für Rust in der Kurzanleitung zur Verwendung von Clientbibliotheken. Weitere Informationen finden Sie in der Pub/Sub Rust API-Referenzdokumentation. 

use google_cloud_pubsub::client::Subscriber;
use std::time::Duration;

pub async fn sample(project_id: &str, subscription_id: &str) -> anyhow::Result<()> {
    let subscription_name = format!("projects/{project_id}/subscriptions/{subscription_id}");
    let client = Subscriber::builder().build().await?;
    let mut stream = client
        .subscribe(subscription_name)
        // The server pauses message delivery to the application when either
        // this many messages, or this many bytes are outstanding. A message is
        // outstanding until it has been acked or nacked.
        .set_max_outstanding_messages(1000)
        .set_max_outstanding_bytes(10 * 1024 * 1024) // 10 MB
        .build();

    // Terminate the example after 10 seconds.
    let shutdown_token = stream.shutdown_token();
    let shutdown = tokio::spawn(async move {
        tokio::time::sleep(Duration::from_secs(10)).await;
        shutdown_token.shutdown().await;
    });

    println!("listening for messages...");

    while let Some((message, handler)) = stream.next().await.transpose()? {
        println!("received message: {message:?}");
        handler.ack();
    }
    shutdown.await?;

    println!("done listening for messages");
    Ok(())
}

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