上传一篇之前看Producer源码做的笔记。
正文如下：
RocketMQ版本：4.5.1
客户端是一个单独的 Module，在 rocketmq/client 目录中。
一、建议：从单元测试看Produce API的使用
一般单元测试中，每一个用例就是测试代码中的一个局部或者说是一个小流程。
那对于一些比较完善的开源软件，它们的单元测试覆盖率都非常高，很容易找到我们关心的那个流程所对应的测试用例。我们的源码分析，就可以从这些测试用例入手，一步一步跟踪其方法调用链路，理清实现过程。
首先我们先分析一下 RocketMQ 客户端的单元测试，看看 Producer 提供哪些 API，更重 要的是了解这些 API 应该如何使用。
Producer 的所有测试用例都在同一个测试类"org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducerTest"中，看一下这个测 试类中的所有单元测试方法，大致可以了解到 Producer 的主要功能。
这个测试类的主要测试方法如下:
init
terminate
testSendMessage_ZeroMessage testSendMessage_NoNameSrv testSendMessage_NoRoute testSendMessageSync_Success testSendMessageSync_WithBodyCompressed testSendMessageAsync_Success testSendMessageAsync testSendMessageAsync_BodyCompressed testSendMessageSync_SuccessWithHook
其中 init 和 terminate 是测试开始初始化和测试结束销毁时需要执行的代码，其他以 testSendMessage 开头的方法都是在各种情况和各种场景下发送消息的测试用例，通过这 些用例的名字，你可以大致看出测试的功能。
比如，testSendMessageSync 和 testSendMessageAsync 分别是测试同步发送和异步发 送的用例，testSendMessageSync_WithBodyCompressed 是压缩消息发送的测试用 例，等等。
像 RocketMQ 这种开源项目，前期花费大量时间去编写测试用例，看似浪费时间，实际上 会节省非常多后期联调测试、集成测试、以及上线后出现问题解决问题的时间，并且能够有 效降低线上故障的概率，总体来说是非常划算的。强烈建议你在日常进行开发的过程中，也 多写一些测试用例，尽量把单元测试的覆盖率做到 50% 以上。
RockectMQ 的 Producer 入口类 为“org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducer”，大致浏览一下代码 和类的继承关系，我整理出 Producer 相关的几个核心类和接口如下:
这里面 RocketMQ 使用了一个设计模式:门面模式(Facade Pattern)，也叫外观模式。
门面模式主要的作用是给客户端提供了一个可以访问系统的接口，隐藏系统内部的复杂性。
接口 MQProducer 就是这个模式中的门面，客户端只要使用这个接口就可以访问 Producer 实现消息发送的相关功能，从使用层面上来说，不必再与其他复杂的实现类打交 道了。
类 DefaultMQProducer 实现了接口 MQProducer，它里面的方法实现大多没有任何的业 务逻辑，只是封装了对其他实现类的方法调用，也可以理解为是门面的一部分。Producer 的大部分业务逻辑的实现都在类 DefaultMQProducerImpl 中，这个类我们会在后面重点 分析其实现。
有的时候，我们的实现分散在很多的内部类中，不方便用接口来对外提供服务，你就可以仿 照 RocketMQ 的这种方式，使用门面模式来隐藏内部实现，对外提供服务。
接口 MQAdmin 定义了一些元数据管理的方法，在消息发送过程中会用到。
二、启动过程
通过单元测试中的代码可以看到，在 init() 和 terminate() 这两个测试方法中，分别执行了 Producer 的 start 和 shutdown 方法，说明在 RocketMQ 中，Producer 是一个有状态的服务，在发送消息之前需要先启动 Producer。这个启动过程，实际上就是为了发消息做的准备工作，所以，在分析发消息流程之前，我们需要先理清 Producer 中维护了哪些状态， 在启动过程中，Producer 都做了哪些初始化的工作。有了这个基础才能分析其发消息的实 现流程。
首先从测试用例的方法 init() 入手:
@Before
public void init() throws Exception {
String producerGroupTemp = producerGroupPrefix + System.currentTimeMillis();
producer = new DefaultMQProducer(producerGroupTemp);
producer.setNamesrvAddr("127.0.0.1:9876");
producer.setCompressMsgBodyOverHowmuch(16);
// 省略构造测试消息的代码
producer.start();
// 省略用于测试构造 mock 的代码
}这段初始化代码的逻辑非常简单，就是创建了一个 DefaultMQProducer 的实例，为它初 始化一些参数，然后调用 start 方法启动它。
接下来我们跟进 start 方法的实现，继续分析 其初始化过程。
DefaultMQProducer#start() 方法中直接调用了 DefaultMQProducerImpl#start() 方 法，我们直接来看这个方法的代码:
这里面，RocketMQ 使用一个成员变量 serviceState 来记录和管理自身的服务状态，这实 际上是状态模式 (State Pattern) 这种设计模式的变种实现。
状态模式允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来就像是改变了它的类。
与标准的状态模式不同的是，它没有使用状态子类，而是使用分支流程(switch-case)来 实现不同状态下的不同行为，在管理比较简单的状态时，使用这种设计会让代码更加简洁。 这种模式非常广泛地用于管理有状态的类，推荐你在日常开发中使用。
在设计状态的时候，有两个要点是需要注意的：
第一是，不仅要设计正常的状态，还要设计 中间状态和异常状态，否则，一旦系统出现异常，你的状态就不准确了，你也就很难处理这 种异常状态。比如在这段代码中，RUNNING 和 SHUTDOWN_ALREADY 是正常状态， CREATE_JUST 是一个中间状态，START_FAILED 是一个异常状态。
第二个要点是，将这些状态之间的转换路径考虑清楚，并在进行状态转换的时候，检查上一 个状态是否能转换到下一个状态。比如，在这里，只有处于 CREATE_JUST 状态才能转换 为 RUNNING 状态，这样就可以确保这个服务是一次性的，只能启动一次。从而避免了多 次启动服务而导致的各种问题。
接下来看一下启动过程的实现:
1. 通过一个单例模式的 MQClientManager 获取 MQClientInstance 的实例 mQClientFactory，没有则自动创建新的实例;
2. 在 mQClientFactory 中注册自己;
3. 启动 mQClientFactory;
4. 给所有 Broker 发送心跳。
这里面又使用了一个最简单的设计模式:单例模式（单例模式涉及一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
其中实例 mQClientFactory 对应的类 MQClientInstance 是 RocketMQ 客户端中的顶层类，大多数情况下，可以简单地理解为每个客户端对应类 MQClientInstance 的一个实 例。这个实例维护着客户端的大部分状态信息，以及所有的 Producer、Consumer 和各种 服务的实例，想要学习客户端整体结构的同学可以从分析这个类入手，逐步细化分析下去。
我们进一步分析一下 MQClientInstance#start() 中的代码:
这一部分代码的注释比较清楚，流程是这样的:
1. 启动实例 mQClientAPIImpl，其中 mQClientAPIImpl 是类 MQClientAPIImpl 的实 例，封装了客户端与 Broker 通信的方法;
2. 启动各种定时任务，包括与 Broker 之间的定时心跳，定时与 NameServer 同步数据等 任务;
3. 启动拉取消息服务;
4. 启动 Rebalance 服务;
5. 启动默认的 Producer 服务。
以上是 Producer 的启动流程。
这里面有几个重要的类，你需要清楚它们的各自的职责。后 续你在使用 RocketMQ 时，如果遇到问题需要调试代码，了解这几个重要类的职责会对你 有非常大的帮助：
1. DefaultMQProducerImpl:Producer 的内部实现类，大部分 Producer 的业务逻 辑，也就是发消息的逻辑，都在这个类中。
2. MQClientInstance:这个类中封装了客户端一些通用的业务逻辑，无论是 Producer 还是 Consumer，最终需要与服务端交互时，都需要调用这个类中的方法;
3. MQClientAPIImpl:这个类中封装了客户端服务端的 RPC，对调用者隐藏了真正网络 通信部分的具体实现;
4. NettyRemotingClient:RocketMQ 各进程之间网络通信的底层实现类。
三、消息发送过程
接下来我们一起分析 Producer 发送消息的流程。
在 Producer 的接口 MQProducer 中，定义了 19 个不同参数的发消息的方法，按照发送 方式不同可以分成三类:
- 单向发送(Oneway)：发送消息后立即返回，不处理响应，不关心是否发送成功;
- 同步发送(Sync)：发送消息后等待响应;
- 异步发送(Async)：发送消息后立即返回，在提供的回调方法中处理响应。
这三类发送实现基本上是相同的，异步发送稍微有一点儿区别，我们看一下异步发送的实现 方法"DefaultMQProducerImpl#send()"(对应源码中的 1132 行):
我们可以看到，RocketMQ 使用了一个 ExecutorService 来实现异步发送：使用 asyncSenderExecutor 的线程池，异步调用方法 sendSelectImpl()，继续发送消息的后续 工作，当前线程把发送任务提交给 asyncSenderExecutor 就可以返回了。单向发送和同步 发送的实现则是直接在当前线程中调用方法 sendSelectImpl()。
我们来继续看方法 sendSelectImpl() 的实现:
方法 sendSelectImpl() 中主要的功能就是选定要发送的队列，然后调用方法 sendKernelImpl() 发送消息。
选择哪个队列发送由 MessageQueueSelector#select 方法决定。在这里 RocketMQ 使用 了策略模式(Strategy Pattern)，来解决不同场景下需要使用不同的队列选择算法问题。（策略模式:定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并让它们可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而变化）
RocketMQ 提供了很多 MessageQueueSelector 的实现，例如随机选择策略，哈希选择策略和同机房选择策略等，如果需要，你也可以自己实现选择策略。之前我们的课程中提到过，如果要保证相同 key 消息的严格顺序，你需要使用哈希选择策略，或者提供一个自己 实现的选择策略。
接下来我们再看一下方法 sendKernelImpl()。这个方法的代码非常多，大约有 200 行，但逻辑比较简单，主要功能就是构建发送消息的头 RequestHeader 和上下文 SendMessageContext，然后调用方法 MQClientAPIImpl#sendMessage()，将消息发送 给队列所在的 Broker。
至此，消息被发送给远程调用的封装类 MQClientAPIImpl，完成后续序列化和网络传输等步骤。
可以看到，RocketMQ 的 Producer 整个发消息的流程，无论是同步发送还是异步发送， 都统一到了同一个流程中。包括异步发送消息的实现，实际上也是通过一个线程池，在异步线程执行的调用和同步发送相同的底层方法来实现的。
在底层方法的代码中，依靠方法的一个参数来区分同步还是异步发送。这样实现的好处是：整个流程是统一的，很多同步异步共同的逻辑，代码可以复用，并且代码结构清晰简单，便于维护。
- 使用同步发送的时候，当前线程会阻塞等待服务端的响应，直到收到响应或者超时方法才会 返回，所以在业务代码调用同步发送的时候，只要返回成功，消息就一定发送成功了。
- 异步发送的时候，发送的逻辑都是在 Executor 的异步线程中执行的，所以不会阻塞当前线程， 当服务端返回响应或者超时之后，Producer 会调用 Callback 方法来给业务代码返回结 果。业务代码需要在 Callback 中来判断发送结果。
总结：
RocketMQ 客户端消息生产的实现过程，包括 Producer 初始化和发送消息的主流程。
Producer 中包含的几个核心的服务都是有状态的，在 Producer 启动时，在 MQClientInstance 这个类中来统一来启动。
在发送消息的流程中，RocketMQ 分 了三种发送方式:单向、同步和异步，这三种发送方式对应的发送流程基本是相同的，同步 和异步发送是由已经封装好的 MQClientAPIImpl 类来分别实现的。
对于我们在分析代码中提到的几个重要的业务逻辑实现类，你最好能记住这几个类和它的功 能，包括 :DefaultMQProducerImpl 封装了大部分 Producer 的业务逻辑， MQClientInstance 封装了客户端一些通用的业务逻辑，MQClientAPIImpl 封装了客户端 与服务端的 RPC，NettyRemotingClient 实现了底层网络通信。
当然，这只是主干流程，详细细节，再看源码。