全链路灰度之 RocketMQ 灰度

阿里巴巴云原生 2022-01-18

645

作者：亦盏

之前的系列文章中，我们已经通过全链路金丝雀发布这个功能来介绍了 MSE 对于全链路流量控制的场景，我们已经了解了 Spring Cloud 和 Dubbo 这一类 RPC 调用的全链路灰度应该如何实现，但是没有涉及到消息这类异步场景下的流量控制，今天我们将以上次介绍过的《如何用 20 分钟就能获得同款企业级全链路灰度能力？》中的场景为基础，来进一步介绍消息场景的全链路灰度。

虽然绝大多数业务场景下对于消息的灰度的要求并不像 RPC 的要求得这么严格，但是在以下两个场景下，还是会对消息的全链路有一定的诉求的。

1、第一种场景是在消息消费时，可能会产生新的 RPC 调用，如果没有在消息这一环去遵循之前设定好的全链路流量控制的规则，会导致通过消息产生的这部分流量“逃逸”，从而导致全链路灰度的规则遭到破坏，导致出现不符合预期的情况。

为了防止出现这个情况，我们需要在消费时候将消息里原来的流量标复原，并在 RPC 调用的时候遵循原来的规则。我们通过架构图来详细描述一下，满足这个逻辑之后，调用链路是怎样的，从下图中我们可以看到，灰度和基线环境生产出来的消息，虽然在消息推送的时候是随机的，但是在消费过程中，产生的新的 RPC 调用，还是能够回到流量原来所属的环境。

2、第二种场景需要更加严格的消息灰度隔离。比如当消息的消费逻辑进行了修改时，这时候希望通过小流量的方式来验证新的消息消费逻辑的正确性，要严格地要求灰度的消息只能被推送给灰度的消息消费者。

今天我们就来实操一下第二种场景消息的全链路灰度，目前 MSE 仅支持 RocketMQ 消息的灰度。若您使用的是开源版 RocketMQ，那么版本需要在 4.5.0 及以上，若您使用的是阿里云商业版 RocketMQ，那么需要使用铂金版，且 Ons Client 版本在 1.8.0.Final 及以上。如果只是想使用第一种场景，只需要给 B 应用开启全链路灰度的功能即可，不需要做额外的消息灰度相关的配置。

在这次最佳实践的操作中，我们是将应用部署在阿里云容器服务 Kubernetes 版本，即 ACK 集群来演示，但是事实上，消息灰度对于应用的部署模式是没有限制性要求的，您可以参考 MSE 帮助文档，找到自己所使用的部署模式对应的接入方式，也能使用消息全链路灰度。

前提条件

Cloud Native

开通 MSE 专业版，请参见开通 MSE 微服务治理专业版^[^1]。
创建 ACK 集群，请参见创建 Kubernetes 集群^[2^]。

操作步骤

Cloud Native

步骤一：接入 MSE 微服务治理

1、安装 mse-ack-pilot

登录容器服务控制台^[3^]。
在左侧导航栏单击市场 > 应用目录。
在应用目录页面点击阿里云应用，选择微服务，并单击 ack-mse-pilot。
在 ack-mse-pilot 页面右侧集群列表中选择集群，然后单击创建。

安装 MSE 微服务治理组件大约需要 2 分钟，请耐心等待。

创建成功后，会自动跳转到目标集群的 Helm 页面，检查安装结果。如果出现以下页面，展示相关资源，则说明安装成功。

2、为 ACK 命名空间中的应用开启 MSE 微服务治理

登录 MSE 治理中心控制台^[4^]，如果您尚未开通 MSE 微服务治理，请根据提示开通。
在左侧导航栏选择微服务治理中心 > Kubernetes 集群列表。
在 Kubernetes 集群列表页面搜索框列表中选择集群名称或集群 ID，然后输入相应的关键字，单击搜索图标。
单击目标集群操作列的管理。
在集群详情页面命名空间列表区域，单击目标命名空间操作列下的开启微服务治理。
在开启微服务治理对话框中单击确认。

步骤二：还原线上场景

首先，我们将分别部署 spring-cloud-zuul、spring-cloud-a、spring-cloud-b、spring-cloud-c 这四个业务应用，以及注册中心 Nacos Server 和消息服务 RocketMQ Server，模拟出一个真实的调用链路。

Demo 应用的结构图下图，应用之间的调用，既包含了 Spring Cloud 的调用，也包含了 Dubbo 的调用，覆盖了当前市面上最常用的两种微服务框架。其中 C 应用会生产出 RocketMQ 消息，由 A 应用进行消费，A 在消费消息时，也会发起新的调用。这些应用都是最简单的 Spring Cloud 、 Dubbo 和 RocketMQ 的标准用法，您也可以直接在 https://github.com/aliyun/alibabacloud-microservice-demo/tree/master/mse-simple-demo 项目上查看源码。

部署之前，简单介绍一下这个调用链路

spring-cloud-zuul 应用在收到 “/A/dubbo” 的请求时，会把请求转发给 spring-cloud-a ，然后 spring-cloud-a 通过 dubbo 协议去访问 spring-cloud-b， spring-cloud-b 也通过 dubbo 协议去访问 spring-cloud-c，spring-cloud-c 在收到请求后，会生产一个消息，并返回自己的环境标签和 ip。这些生产出来的消息会由 spring-cloud-a 应用消费，spring-cloud-a 应用在消费消息的时候，会通过 spring cloud 去调用 B，B 进而通过 spring cloud 去调用 C，并且将结果输出到自己的日志中。

当我们调用 /A/dubbo 的时候
返回值是这样 A[10.25.0.32] -> B[10.25.0.152] -> C[10.25.0.30]




同时，A 应用在接收到消息之后，输出的日志如下


2021-12-28 10:58:50.301  INFO 1 --- [essageThread_15] c.a.mse.demo.service.MqConsumer          : topic:TEST_MQ,producer:C[10.25.0.30],invoke result:A[10.25.0.32] -> B[10.25.0.152] -> C[10.25.0.30]

熟悉了调用链路之后，我们继续部署应用，您可以使用 kubectl 或者直接使用 ACK 控制台来部署应用。部署所使用的 yaml 文件如下，您同样可以直接在 https://github.com/aliyun/alibabacloud-microservice-demo/tree/master/mse-simple-demo 上获取对应的源码。


# 部署 Nacos Server


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nacos-server
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nacos-server
  template:
    metadata:
      annotations:
      labels:
        app: nacos-server
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: MODE
              value: "standalone"
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/nacos-server:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          name: nacos-server
          ports:
            - containerPort: 8848


---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nacos-server
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: nacos-server
  ports:
    - name: http
      port: 8848
      targetPort: 8848


# 部署业务应用
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-zuul
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-zuul
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-zuul
      labels:
        app: spring-cloud-zuul
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
            - name: enable.mq.invoke
              value: 'true'
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-zuul:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-zuul
          ports:
            - containerPort: 20000


---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  annotations:
    service.beta.kubernetes.io/alibaba-cloud-loadbalancer-spec: slb.s1.small
    service.beta.kubernetes.io/alicloud-loadbalancer-address-type: internet
  name: zuul-slb
spec:
  ports:
    - port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: 20000
  selector:
    app: spring-cloud-zuul
  type: LoadBalancer
status:
  loadBalancer: {}


---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-a
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-a
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-a
      labels:
        app: spring-cloud-a
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-a:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-a
          ports:
            - containerPort: 20001
          livenessProbe:
            tcpSocket:
              port: 20001
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 30




---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-b
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-b
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-b
      labels:
        app: spring-cloud-b
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-b:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-b
          ports:
            - containerPort: 20002
          livenessProbe:
            tcpSocket:
              port: 20002
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 30


---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-c
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-c
  template:
    metadata:
      annotations:
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-c
      labels:
        app: spring-cloud-c
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-c:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-c
          ports:
            - containerPort: 20003
          livenessProbe:
            tcpSocket:
              port: 20003
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 30
---


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: rockectmq-broker
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: rockectmq-broker
  template:
    metadata:
      labels:
        app: rockectmq-broker
    spec:
      containers:
        - command:
            - sh
            - mqbroker
            - '-n'
            - 'mqnamesrv:9876'
            - '-c /home/rocketmq/rocketmq-4.5.0/conf/broker.conf'
          env:
            - name: ROCKETMQ_HOME
              value: /home/rocketmq/rocketmq-4.5.0
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/rocketmq:4.5.0
          imagePullPolicy: Always
          name: rockectmq-broker
          ports:
            - containerPort: 9876
              protocol: TCP
            - containerPort: 10911
              protocol: TCP
            - containerPort: 10912
              protocol: TCP
            - containerPort: 10909


---


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: rocketmq-name-server
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: rocketmq-name-server
  template:
    metadata:
      labels:
        app: rocketmq-name-server
    spec:
      containers:
        - command:
            - sh
            - mqnamesrv
          env:
            - name: ROCKETMQ_HOME
              value: /home/rocketmq/rocketmq-4.5.0
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/rocketmq:4.5.0
          imagePullPolicy: Always
          name: rocketmq-name-server
          ports:
            - containerPort: 9876
              protocol: TCP
            - containerPort: 10911
              protocol: TCP
            - containerPort: 10912
              protocol: TCP
            - containerPort: 10909
              protocol: TCP


---  


apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mqnamesrv
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: rocketmq-name-server
  ports:
    - name: mqnamesrv-9876-9876
      port: 9876
      targetPort: 9876

安装成功后，示例如下：

➜  ~ kubectl get svc,deploy
NAME                   TYPE           CLUSTER-IP        EXTERNAL-IP    PORT(S)        AGE
service/kubernetes     ClusterIP      192.168.0.1       <none>         443/TCP        7d
service/mqnamesrv      ClusterIP      192.168.213.38    <none>         9876/TCP       47h
service/nacos-server   ClusterIP      192.168.24.189    <none>         8848/TCP       47h
service/zuul-slb       LoadBalancer   192.168.189.111   123.56.253.4   80:30260/TCP   47h


NAME                                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/nacos-server           1/1     1            1           4m
deployment.apps/rockectmq-broker       1/1     1            1           4m
deployment.apps/rocketmq-name-server   1/1     1            1           5m
deployment.apps/spring-cloud-a         1/1     1            1           5m
deployment.apps/spring-cloud-b         1/1     1            1           5m
deployment.apps/spring-cloud-c         1/1     1            1           5m
deployment.apps/spring-cloud-zuul      1/1     1            1           5m

同时这里我们可以通过 zuul-slb 来验证一下刚才所说的调用链路


➜  ~ curl http://123.56.253.4/A/dubbo
A[10.25.0.32] -> B[10.25.0.152] -> C[10.25.0.30]

步骤三：开启消息灰度功能

现在根据控制台的提示，在消息的生产者 spring-cloud-c 和消息的消费者 spring-cloud-a 都开启消息的灰度。我们直接通过 MSE 的控制台开启，点击进入应用的详情页，选择“消息灰度”标签。

可以看到，在未打标环境忽略的标签中，我们输入了 gray，这里意味着，带着 gray 环境标的消息，只能由 spring-cloud-a-gray 消费，不能由 spring-cloud-a 来消费。

1、这里需要额外说明一下，因为考虑到实际场景中，spring-cloud-c 应用和 spring-cloud-a 应用的所有者可能不是同一个人，不一定能够做到两者同时进行灰度发布同步的操作，所以在消息的灰度中，未打标环境默认的行为是消费所有消息。这样 spring-cloud-c 在进行灰度发布的时候，可以不需要强制 spring-cloud-a 应用也一定要同时灰度发布。

2、我们把未打标环境消费行为的选择权交给 spring-cloud-a 的所有者，如果需要实现未打标环境不消费 c-gray 生产出来的消息，只需要在控制台进行配置即可，配置之后实时生效。

使用此功能您无需修改应用的代码和配置。

消息的生产者和消息的消费者，需要同时开启消息灰度，消息的灰度功能才能生效。

消息类型目前只支持 RocketMQ，包含开源版本和阿里云商业版。

如果您使用开源 RocketMQ，则 RocketMQ Server 和 RocketMQ Client 都需要使用 4.5.0 及以上版本。

如果您使用阿里云 RocketMQ，需要使用铂金版，且 Ons Client 使用 1.8.0.Final 及以上版本。

开启消息灰度后，MSE 会修改消息的 Consumer Group。例如原来的 Consumer Group 为 group1，环境标签为 gray，开启消息灰度后，则 group 会被修改成 group1_gray，如果您使用的是阿里云 RocketMQ ，请提前创建好 group。

默认使用 SQL92 的过滤方式，如果您使用的开源 RocketMQ，需要在服务端开启此功能（即在 broker.conf 中配置 enablePropertyFilter=true）。

默认情况下，未打标节点将消费所有环境的消息，若需要指定未打标环节点不消费某个标签环境生产出来的消息，请配置“未打标环境忽略的标签”，修改此配置后动态生效，无需重启应用。

步骤四：重启节点，部署新版本应用，并引入流量进行验证

首先，因为开启和关闭应用的消息灰度功能后都需要重启节点才能生效，所以首先我们需要重启一下 spring-cloud-a 和 spring-cloud-c 应用，重启的方式可以在控制台上选择重新部署，或者直接使用 kubectl 命令删除现有的 pod。

然后，继续使用 yaml 文件的方式在 Kubernetes 集群中部署新版本的 spring-cloud-a-gray、spring-cloud-b-gray 和 spring-cloud-c-gray


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-a-gray
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-a-gray
  template:
    metadata:
      annotations:
        alicloud.service.tag: gray
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-a
      labels:
        app: spring-cloud-a-gray
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-a:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-a-gray
          ports:
            - containerPort: 20001
          livenessProbe:
            tcpSocket:
              port: 20001
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 30
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-b-gray
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-b-gray
  template:
    metadata:
      annotations:
        alicloud.service.tag: gray
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-b
      labels:
        app: spring-cloud-b-gray
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-b:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-b-gray
          ports:
            - containerPort: 20002
          livenessProbe:
            tcpSocket:
              port: 20002
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 30


---


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-cloud-c-gray
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-cloud-c-gray
  template:
    metadata:
      annotations:
        alicloud.service.tag: gray
        msePilotCreateAppName: spring-cloud-c
      labels:
        app: spring-cloud-c-gray
    spec:
      containers:
        - env:
            - name: JAVA_HOME
              value: /usr/lib/jvm/java-1.8-openjdk/jre
          image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/yizhan/spring-cloud-c:1.0.0
          imagePullPolicy: Always
          name: spring-cloud-c-gray
          ports:
            - containerPort: 20003
          livenessProbe:
            tcpSocket:
              port: 20003
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 30

部署完成之后，我们引入流量，并进行验证

登录 MSE 治理中心控制台^[4^]，选择应用列表。
单击应用 spring-cloud-a 应用详情菜单，此时可以看到，所有的流量请求都是去往 spring-cloud-a 应用未打标的版本，即稳定版本。

点击页面下方的标签路由中的添加按钮，为 spring-cloud-a 应用的 gray 版本设置灰度规则。

发起流量调用，我们通过 zuul-slb，分别发起流量调用，并查看灰度的情况。

我们通过 spring-cloud-a 和 spring-cloud-a-gray 的日志去查看消息消费的情况。可以看到，消息的灰度功能已经生效， spring-cloud-a-gray 这个环境，只会消费带有 gray 标的消息，spring-cloud-a 这个环境，只会消费未打标的流量生产出来的消息。

在截图中我们可以看见，spring-cloud-a-gray 环境输出的日志 topic:TEST_MQ, producer: Cgray [10.25.0.102] , invoke result: Agray[10.25.0.101] -> Bgray[10.25.0.25] -> Cgray[10.25.0.102]， spring-cloud-a-gray 只会消费 Cgray 生产出来的消息，而且消费消息过程中发起的 Spring Cloud 调用，结果也是 Agray[10.25.0.101] -> Bgray[10.25.0.25] -> Cgray[10.25.0.102]，即在灰度环境闭环。

而 spring-cloud-a 这个环境，输出的日志为 topic:TEST_MQ,producer:C[10.25.0.157],invoke result:A[10.25.0.100] -> B[10.25.0.152] -> C[10.25.0.157]，只会消费 C 的基线环境生产出来的消息，且在这个过程中发起的 Spring Cloud 调用，也是在基线环境闭环。

步骤五：调整消息的标签过滤规则，并进行验证

因为考虑到实际场景中，spring-cloud-c 应用和 spring-cloud-a 应用的所有者可能不是同一个人，不一定能够做到两者同时进行灰度发布同步的操作，所以在消息的灰度中，未打标环境默认的行为是消费所有消息。这样 spring-cloud-c 在进行灰度发布的时候，可以不需要强制 spring-cloud-a 应用也一定要同时灰度发布，且使用相同的环境标。

spring-cloud-a 在消费时候，未打标环境的行为的选择权是交给 spring-cloud-a 的所有者，如果需要实现未打标环境不消费 c-gray 生产出来的消息，只需要在控制台进行配置即可，配置之后实时生效。

调整 spring-cloud-a 未打标环境的过滤规则。比如这里我们要选择未打标环境不再消费 gray 环境生产出来的消息，只需要在“未打标环境忽略的标签”里面选择 gray，然后点击确定即可。

调整规则之后，规则是可以动态地生效，不需要进行重启的操作，我们直接查看 spring-cloud-a 的日志，验证规则调整生效。

从这个日志中，我们可以看到，此时基线环境可以同时消费 gray 和基线环境生产出来的消息，而且在消费对应环境消息时产生的 Spring Cloud 调用分别路由到 gray 和基线环境中。

操作总结

Cloud Native

全链路消息灰度的整个过程是不需要修改任何代码和配置的。
目前仅支持 RocketMQ，Client 版本需要在 4.5.0 之后的版本。RocketMQ Server 端需要支持 SQL92 规则过滤，即开源 RocketMQ 需要配置 enablePropertyFilter=true，阿里云 RocketMQ 需要使用铂金版。
开启消息灰度后，MSE Agent 会修改消息消费者的 group，如原来的消费 group 为 group1，环境标签为 gray，则 group 会被修改成 group1_gray，如果使用的是阿里云 RocketMQ，需要提前创建好修改后的 group。
开启和关闭消息灰度后，应用需要重启才能生效；修改未打标环境忽略的标签功能可以动态生效，不需要重启。

相关链接

Cloud Native

[1] MSE 微服务治理专业版：

https://help.aliyun.com/document_detail/333529.html

[2] Kubernetes 集群：

https://help.aliyun.com/document_detail/86488.html

[3] 容器服务控制台：

https://cs.console.aliyun.com/

[4] MSE 治理中心控制台

https://mse.console.aliyun.com/#/msc/home

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