Controla los aumentos transitorios con el control de flujo

A veces, las Data pipelines experimentan aumentos repentinos en el tráfico publicado. Los picos de tráfico pueden sobrecargar a los suscriptores, a menos que te prepares para ello. Una solución simple para evitar los aumentos repentinos de tráfico es aumentar de forma dinámica los recursos de los suscriptores de Pub/Sub para procesar más mensajes. Sin embargo, esta solución podría aumentar los costos o no funcionar de inmediato. Por ejemplo, es posible que necesites muchas VMs.

El control de flujo del lado del suscriptor le permite regular la velocidad a la que se incorporan los mensajes. Por lo tanto, el control de flujo maneja los picos de tráfico sin aumentar los costos o hasta que se amplíe la cantidad de suscriptores.

El control de flujo es una función disponible en la biblioteca cliente de alto nivel de Pub/Sub. También puedes implementar tu propia programación de control de flujo cuando usas una biblioteca cliente de bajo nivel.

Punto clave: Si recibes aumentos repentinos de tráfico para los mensajes publicados, usa el control de flujo en tu cliente suscriptor de extracción para abordar los aumentos transitorios.

La necesidad de control de flujo indica que los mensajes se publican a una velocidad mayor de la que se consumen. Si esta situación es un estado persistente, en lugar de un aumento transitorio en el volumen de mensajes, considera aumentar la cantidad de instancias de cliente suscriptor.

Configuración del control de flujo

El control de flujo te permite configurar la cantidad máxima de bytes asignados para las solicitudes pendientes y la cantidad máxima de mensajes pendientes permitidos. Establece estos límites según la capacidad de procesamiento de las máquinas de cliente.

Los valores predeterminados de las variables de control de flujo y los nombres de las variables pueden diferir entre las bibliotecas cliente. Por ejemplo, en la biblioteca cliente de Java, las siguientes variables configuran el control de flujo:

  • setMaxOutstandingElementCount(): Define la cantidad máxima de mensajes para los que Pub/Sub no recibió confirmaciones ni confirmaciones negativas.

  • setMaxOutstandingRequestBytes(): Define el tamaño máximo de los mensajes para los que Pub/Sub no recibió confirmaciones ni confirmaciones negativas.

Si se supera el límite de setMaxOutstandingElementCount() o setMaxOutstandingRequestBytes(), el cliente suscriptor no extraerá más mensajes. Este comportamiento continúa hasta que se confirman o se rechazan los mensajes que ya se extrajeron. Por lo tanto, podemos alinear la capacidad de procesamiento con el costo asociado a la ejecución de más suscriptores.

Muestras de código para el control de flujo

Para controlar la velocidad a la que el cliente suscriptor recibe mensajes, usa las funciones de control de flujo del suscriptor. Estas funciones de control de flujo se ilustran en los siguientes ejemplos:

C++

Antes de probar esta muestra, sigue las instrucciones de configuración de C++ en la guía de inicio rápido sobre el uso de bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para C++. 

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#

Antes de probar esta muestra, sigue las instrucciones de configuración de C# en la guía de inicio rápido sobre el uso de bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para C#. 


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

En la siguiente muestra, se usa la versión principal de la biblioteca cliente de Pub/Sub de Go (v2). Si aún usas la biblioteca de la versión 1, consulta la guía de migración a la versión 2. Para ver una lista de muestras de código de la versión 1, consulta las muestras de código obsoletas.

Antes de probar este ejemplo, sigue las instrucciones de configuración para Go que se encuentran en la guía de inicio rápido sobre cómo usar bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para Go.

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

Antes de probar esta muestra, sigue las instrucciones de configuración de Java en la guía de inicio rápido sobre el uso de bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para Java. 


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

Antes de probar esta muestra, sigue las instrucciones de configuración de Node.js en la guía de inicio rápido sobre el uso de bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para Node.js. 

/**
 * 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

Antes de probar esta muestra, sigue las instrucciones de configuración de Node.js en la guía de inicio rápido sobre el uso de bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para Node.js. 

/**
 * 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

Antes de probar esta muestra, sigue las instrucciones de configuración de Python en la guía de inicio rápido sobre el uso de bibliotecas cliente. Si deseas obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para Python. 

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

En el siguiente ejemplo, se usa la biblioteca cliente de Pub/Sub de Ruby v3. Si aún usas la biblioteca de la versión 2, consulta la guía de migración a la versión 3. Para ver una lista de muestras de código de Ruby v2, consulta las muestras de código obsoletas.

Antes de probar este ejemplo, sigue las instrucciones de configuración para Ruby que se encuentran en la Guía de inicio rápido: Uso de bibliotecas cliente. Si quieres obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub para Ruby. 

# 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

Antes de probar este ejemplo, sigue las instrucciones de configuración de Rust en Guía de inicio rápido: Uso de bibliotecas cliente. Para obtener más información, consulta la documentación de referencia de la API de Pub/Sub en Rust. 

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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