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sidebar_label: 数据订阅
description: "数据订阅与推送服务。写入到 TDengine 中的时序数据能够被自动推送到订阅客户端。"
title: 数据订阅
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import Tabs from "@theme/Tabs";
import TabItem from "@theme/TabItem";
import Java from "./_sub_java.mdx";
import JavaWS from "./_sub_java_ws.mdx";
import Python from "./_sub_python.mdx";
import Go from "./_sub_go.mdx";
import Rust from "./_sub_rust.mdx";
import Node from "./_sub_node.mdx";
import CSharp from "./_sub_cs.mdx";
import CDemo from "./_sub_c.mdx";
为了帮助应用实时获取写入 TDengine 的数据,或者以事件到达顺序处理数据,TDengine 提供了类似消息队列产品的数据订阅、消费接口。这样在很多场景下,采用 TDengine 的时序数据处理系统不再需要集成消息队列产品,比如 kafka, 从而简化系统设计的复杂度,降低运营维护成本。
与 kafka 一样,你需要定义 *topic*, 但 TDengine 的 *topic* 是基于一个已经存在的超级表、子表或普通表的查询条件,即一个 `SELECT` 语句。你可以使用 SQL 对标签、表名、列、表达式等条件进行过滤,以及对数据进行标量函数与 UDF 计算(不包括数据聚合)。与其他消息队列软件相比,这是 TDengine 数据订阅功能的最大的优势,它提供了更大的灵活性,数据的颗粒度可以由应用随时调整,而且数据的过滤与预处理交给 TDengine,而不是应用完成,有效的减少传输的数据量与应用的复杂度。
消费者订阅 *topic* 后,可以实时获得最新的数据。多个消费者可以组成一个消费者组 (consumer group), 一个消费者组里的多个消费者共享消费进度,便于多线程、分布式地消费数据,提高消费速度。但不同消费者组中的消费者即使消费同一个 topic, 并不共享消费进度。一个消费者可以订阅多个 topic。如果订阅的是超级表,数据可能会分布在多个不同的 vnode 上,也就是多个 shard 上,这样一个消费组里有多个消费者可以提高消费效率。TDengine 的消息队列提供了消息的 ACK 机制,在宕机、重启等复杂环境下确保 at least once 消费。
为了实现上述功能,TDengine 会为 WAL (Write-Ahead-Log) 文件自动创建索引以支持快速随机访问,并提供了灵活可配置的文件切换与保留机制:用户可以按需指定 WAL 文件保留的时间以及大小(详见 create database 语句)。通过以上方式将 WAL 改造成了一个保留事件到达顺序的、可持久化的存储引擎(但由于 TSDB 具有远比 WAL 更高的压缩率,我们不推荐保留太长时间,一般来说,不超过几天)。 对于以 topic 形式创建的查询,TDengine 将对接 WAL 而不是 TSDB 作为其存储引擎。在消费时,TDengine 根据当前消费进度从 WAL 直接读取数据,并使用统一的查询引擎实现过滤、变换等操作,将数据推送给消费者。
本文档不对消息队列本身的基础知识做介绍,如果需要了解,请自行搜索。
注意:数据订阅是从 WAL 消费数据,如果一些 WAL 文件被基于 WAL 保留策略删除,则已经删除的 WAL 文件中的数据就无法再消费到。需要根据业务需要在创建数据库时合理设置 `WAL_RETENTION_PERIOD` 或 `WAL_RETENTION_SIZE` ,并确保应用及时消费数据,这样才不会产生数据丢失的现象。数据订阅的行为与 Kafka 等广泛使用的消息队列类产品的行为相似。
## 主要数据结构和 API
不同语言下, TMQ 订阅相关的 API 及数据结构如下:
```c
typedef struct tmq_t tmq_t;
typedef struct tmq_conf_t tmq_conf_t;
typedef struct tmq_list_t tmq_list_t;
typedef void(tmq_commit_cb(tmq_t *, int32_t code, void *param));
DLL_EXPORT tmq_list_t *tmq_list_new();
DLL_EXPORT int32_t tmq_list_append(tmq_list_t *, const char *);
DLL_EXPORT void tmq_list_destroy(tmq_list_t *);
DLL_EXPORT tmq_t *tmq_consumer_new(tmq_conf_t *conf, char *errstr, int32_t errstrLen);
DLL_EXPORT const char *tmq_err2str(int32_t code);
DLL_EXPORT int32_t tmq_subscribe(tmq_t *tmq, const tmq_list_t *topic_list);
DLL_EXPORT int32_t tmq_unsubscribe(tmq_t *tmq);
DLL_EXPORT TAOS_RES *tmq_consumer_poll(tmq_t *tmq, int64_t timeout);
DLL_EXPORT int32_t tmq_consumer_close(tmq_t *tmq);
DLL_EXPORT int32_t tmq_commit_sync(tmq_t *tmq, const TAOS_RES *msg);
DLL_EXPORT void tmq_commit_async(tmq_t *tmq, const TAOS_RES *msg, tmq_commit_cb *cb, void *param);
enum tmq_conf_res_t {
TMQ_CONF_UNKNOWN = -2,
TMQ_CONF_INVALID = -1,
TMQ_CONF_OK = 0,
};
typedef enum tmq_conf_res_t tmq_conf_res_t;
DLL_EXPORT tmq_conf_t *tmq_conf_new();
DLL_EXPORT tmq_conf_res_t tmq_conf_set(tmq_conf_t *conf, const char *key, const char *value);
DLL_EXPORT void tmq_conf_destroy(tmq_conf_t *conf);
DLL_EXPORT void tmq_conf_set_auto_commit_cb(tmq_conf_t *conf, tmq_commit_cb *cb, void *param);
```
这些 API 的文档请见 [C/C++ Connector](../../connector/cpp),下面介绍一下它们的具体用法(超级表和子表结构请参考“数据建模”一节),完整的示例代码请见下面 C 语言的示例代码。
```java
void subscribe(Collection topics) throws SQLException;
void unsubscribe() throws SQLException;
Set subscription() throws SQLException;
ConsumerRecords poll(Duration timeout) throws SQLException;
void commitAsync();
void commitAsync(OffsetCommitCallback callback);
void commitSync() throws SQLException;
void close() throws SQLException;
```
```python
class Consumer:
def subscribe(self, topics):
pass
def unsubscribe(self):
pass
def poll(self, timeout: float = 1.0):
pass
def assignment(self):
pass
def seek(self, partition):
pass
def close(self):
pass
def commit(self, message):
pass
```
```go
func NewConsumer(conf *tmq.ConfigMap) (*Consumer, error)
// 出于兼容目的保留 rebalanceCb 参数,当前未使用
func (c *Consumer) Subscribe(topic string, rebalanceCb RebalanceCb) error
// 出于兼容目的保留 rebalanceCb 参数,当前未使用
func (c *Consumer) SubscribeTopics(topics []string, rebalanceCb RebalanceCb) error
func (c *Consumer) Poll(timeoutMs int) tmq.Event
// 出于兼容目的保留 tmq.TopicPartition 参数,当前未使用
func (c *Consumer) Commit() ([]tmq.TopicPartition, error)
func (c *Consumer) Unsubscribe() error
func (c *Consumer) Close() error
```
```rust
impl TBuilder for TmqBuilder
fn from_dsn(dsn: D) -> Result
fn build(&self) -> Result
impl AsAsyncConsumer for Consumer
async fn subscribe, I: IntoIterator- + Send>(
&mut self,
topics: I,
) -> Result<(), Self::Error>;
fn stream(
&self,
) -> Pin<
Box<
dyn '_
+ Send
+ futures::Stream<
Item = Result<(Self::Offset, MessageSet), Self::Error>,
>,
>,
>;
async fn commit(&self, offset: Self::Offset) -> Result<(), Self::Error>;
async fn unsubscribe(self);
```
可在 上查看详细 API 说明。
```js
function TMQConsumer(config)
function subscribe(topic)
function consume(timeout)
function subscription()
function unsubscribe()
function commit(msg)
function close()
```
```csharp
ConsumerBuilder(IEnumerable> config)
virtual IConsumer Build()
Consumer(ConsumerBuilder builder)
void Subscribe(IEnumerable topics)
void Subscribe(string topic)
ConsumeResult Consume(int millisecondsTimeout)
List Subscription()
void Unsubscribe()
void Commit(ConsumeResult consumerResult)
void Close()
```
## 写入数据
首先完成建库、建一张超级表和多张子表操作,然后就可以写入数据了,比如:
```sql
DROP DATABASE IF EXISTS tmqdb;
CREATE DATABASE tmqdb WAL_RETENTION_PERIOD 3600;
CREATE TABLE tmqdb.stb (ts TIMESTAMP, c1 INT, c2 FLOAT, c3 VARCHAR(16)) TAGS(t1 INT, t3 VARCHAR(16));
CREATE TABLE tmqdb.ctb0 USING tmqdb.stb TAGS(0, "subtable0");
CREATE TABLE tmqdb.ctb1 USING tmqdb.stb TAGS(1, "subtable1");
INSERT INTO tmqdb.ctb0 VALUES(now, 0, 0, 'a0')(now+1s, 0, 0, 'a00');
INSERT INTO tmqdb.ctb1 VALUES(now, 1, 1, 'a1')(now+1s, 11, 11, 'a11');
```
## 创建 *topic*
TDengine 使用 SQL 创建一个 topic:
```sql
CREATE TOPIC topic_name AS SELECT ts, c1, c2, c3 FROM tmqdb.stb WHERE c1 > 1;
```
- topic创建个数有上限,通过参数 tmqMaxTopicNum 控制,默认 20 个
TMQ 支持多种订阅类型:
### 列订阅
语法:
```sql
CREATE TOPIC topic_name as subquery
```
通过 `SELECT` 语句订阅(包括 `SELECT *`,或 `SELECT ts, c1` 等指定列订阅,可以带条件过滤、标量函数计算,但不支持聚合函数、不支持时间窗口聚合)。需要注意的是:
- 该类型 TOPIC 一旦创建则订阅数据的结构确定。
- 被订阅或用于计算的列或标签不可被删除(`ALTER table DROP`)、修改(`ALTER table MODIFY`)。
- 若发生表结构变更,新增的列不出现在结果中。
### 超级表订阅
语法:
```sql
CREATE TOPIC topic_name [with meta] AS STABLE stb_name [where_condition]
```
与 `SELECT * from stbName` 订阅的区别是:
- 不会限制用户的表结构变更。
- 返回的是非结构化的数据:返回数据的结构会随之超级表的表结构变化而变化。
- with meta 参数可选,选择时将返回创建超级表,子表等语句,主要用于taosx做超级表迁移
- where_condition 参数可选,选择时将用来过滤符合条件的子表,订阅这些子表。where 条件里不能有普通列,只能是tag或tbname,where条件里可以用函数,用来过滤tag,但是不能是聚合函数,因为子表tag值无法做聚合。也可以是常量表达式,比如 2 > 1(订阅全部子表),或者 false(订阅0个子表)
- 返回数据不包含标签。
### 数据库订阅
语法:
```sql
CREATE TOPIC topic_name [with meta] AS DATABASE db_name;
```
通过该语句可创建一个包含数据库所有表数据的订阅
- with meta 参数可选,选择时将返回创建数据库里所有超级表,子表的语句,主要用于taosx做数据库迁移
## 创建消费者 *consumer*
消费者需要通过一系列配置选项创建,基础配置项如下表所示:
| 参数名称 | 类型 | 参数说明 | 备注 |
| :----------------------------: | :-----: | -------------------------------------------------------- | ------------------------------------------- |
| `td.connect.ip` | string | 服务端的 IP 地址 | |
| `td.connect.user` | string | 用户名 | |
| `td.connect.pass` | string | 密码 | |
| `td.connect.port` | integer | 服务端的端口号 | |
| `group.id` | string | 消费组 ID,同一消费组共享消费进度 |
**必填项**。最大长度:192。
每个topic最多可建立100个 consumer group |
| `client.id` | string | 客户端 ID | 最大长度:192。 |
| `auto.offset.reset` | enum | 消费组订阅的初始位置 |
`earliest`: default;从头开始订阅;
`latest`: 仅从最新数据开始订阅;
`none`: 没有提交的 offset 无法订阅 |
| `enable.auto.commit` | boolean | 是否启用消费位点自动提交,true: 自动提交,客户端应用无需commit;false:客户端应用需要自行commit | 默认值为 true |
| `auto.commit.interval.ms` | integer | 消费记录自动提交消费位点时间间隔,单位为毫秒 | 默认值为 5000 |
| `msg.with.table.name` | boolean | 是否允许从消息中解析表名, 不适用于列订阅(列订阅时可将 tbname 作为列写入 subquery 语句) |默认关闭 |
对于不同编程语言,其设置方式如下:
```c
/* 根据需要,设置消费组 (group.id)、自动提交 (enable.auto.commit)、
自动提交时间间隔 (auto.commit.interval.ms)、用户名 (td.connect.user)、密码 (td.connect.pass) 等参数 */
tmq_conf_t* conf = tmq_conf_new();
tmq_conf_set(conf, "enable.auto.commit", "true");
tmq_conf_set(conf, "auto.commit.interval.ms", "1000");
tmq_conf_set(conf, "group.id", "cgrpName");
tmq_conf_set(conf, "td.connect.user", "root");
tmq_conf_set(conf, "td.connect.pass", "taosdata");
tmq_conf_set(conf, "auto.offset.reset", "earliest");
tmq_conf_set(conf, "msg.with.table.name", "true");
tmq_conf_set_auto_commit_cb(conf, tmq_commit_cb_print, NULL);
tmq_t* tmq = tmq_consumer_new(conf, NULL, 0);
tmq_conf_destroy(conf);
```
对于 Java 程序,还可以使用如下配置项:
| 参数名称 | 类型 | 参数说明 |
| ----------------------------- | ------ | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| `td.connect.type` | string | 连接类型,"jni" 指原生连接,"ws" 指 websocket 连接,默认值为 "jni" |
| `bootstrap.servers` | string | 连接地址,如 `localhost:6030` |
| `value.deserializer` | string | 值解析方法,使用此方法应实现 `com.taosdata.jdbc.tmq.Deserializer` 接口或继承 `com.taosdata.jdbc.tmq.ReferenceDeserializer` 类 |
| `value.deserializer.encoding` | string | 指定字符串解析的字符集 | |
需要注意:此处使用 `bootstrap.servers` 替代 `td.connect.ip` 和 `td.connect.port`,以提供与 Kafka 一致的接口。
```java
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty("enable.auto.commit", "true");
properties.setProperty("auto.commit.interval.ms", "1000");
properties.setProperty("group.id", "cgrpName");
properties.setProperty("bootstrap.servers", "127.0.0.1:6030");
properties.setProperty("td.connect.user", "root");
properties.setProperty("td.connect.pass", "taosdata");
properties.setProperty("auto.offset.reset", "earliest");
properties.setProperty("msg.with.table.name", "true");
properties.setProperty("value.deserializer", "com.taos.example.MetersDeserializer");
TaosConsumer consumer = new TaosConsumer<>(properties);
/* value deserializer definition. */
import com.taosdata.jdbc.tmq.ReferenceDeserializer;
public class MetersDeserializer extends ReferenceDeserializer {
}
```
```go
conf := &tmq.ConfigMap{
"group.id": "test",
"auto.offset.reset": "earliest",
"td.connect.ip": "127.0.0.1",
"td.connect.user": "root",
"td.connect.pass": "taosdata",
"td.connect.port": "6030",
"client.id": "test_tmq_c",
"enable.auto.commit": "false",
"msg.with.table.name": "true",
}
consumer, err := NewConsumer(conf)
```
```rust
let mut dsn: Dsn = "taos://".parse()?;
dsn.set("group.id", "group1");
dsn.set("client.id", "test");
dsn.set("auto.offset.reset", "earliest");
let tmq = TmqBuilder::from_dsn(dsn)?;
let mut consumer = tmq.build()?;
```
Python 语言下引入 `taos` 库的 `Consumer` 类,创建一个 Consumer 示例:
```python
from taos.tmq import Consumer
# Syntax: `consumer = Consumer(configs)`
#
# Example:
consumer = Consumer({"group.id": "local", "td.connect.ip": "127.0.0.1"})
```
```js
// 根据需要,设置消费组 (group.id)、自动提交 (enable.auto.commit)、
// 自动提交时间间隔 (auto.commit.interval.ms)、用户名 (td.connect.user)、密码 (td.connect.pass) 等参数
let consumer = taos.consumer({
'enable.auto.commit': 'true',
'auto.commit.interval.ms','1000',
'group.id': 'tg2',
'td.connect.user': 'root',
'td.connect.pass': 'taosdata',
'auto.offset.reset','earliest',
'msg.with.table.name': 'true',
'td.connect.ip','127.0.0.1',
'td.connect.port','6030'
});
```
```csharp
using TDengineTMQ;
// 根据需要,设置消费组 (GourpId)、自动提交 (EnableAutoCommit)、
// 自动提交时间间隔 (AutoCommitIntervalMs)、用户名 (TDConnectUser)、密码 (TDConnectPasswd) 等参数
var cfg = new ConsumerConfig
{
EnableAutoCommit = "true"
AutoCommitIntervalMs = "1000"
GourpId = "TDengine-TMQ-C#",
TDConnectUser = "root",
TDConnectPasswd = "taosdata",
AutoOffsetReset = "earliest"
MsgWithTableName = "true",
TDConnectIp = "127.0.0.1",
TDConnectPort = "6030"
};
var consumer = new ConsumerBuilder(cfg).Build();
```
上述配置中包括 consumer group ID,如果多个 consumer 指定的 consumer group ID 一样,则自动形成一个 consumer group,共享消费进度。
## 订阅 *topics*
一个 consumer 支持同时订阅多个 topic。
```c
// 创建订阅 topics 列表
tmq_list_t* topicList = tmq_list_new();
tmq_list_append(topicList, "topicName");
// 启动订阅
tmq_subscribe(tmq, topicList);
tmq_list_destroy(topicList);
```
```java
List topics = new ArrayList<>();
topics.add("tmq_topic");
consumer.subscribe(topics);
```
```go
err = consumer.Subscribe("example_tmq_topic", nil)
if err != nil {
panic(err)
}
```
```rust
consumer.subscribe(["tmq_meters"]).await?;
```
```python
consumer.subscribe(['topic1', 'topic2'])
```
```js
// 创建订阅 topics 列表
let topics = ['topic_test']
// 启动订阅
consumer.subscribe(topics);
```
```csharp
// 创建订阅 topics 列表
List topics = new List();
topics.add("tmq_topic");
// 启动订阅
consumer.Subscribe(topics);
```
## 消费
以下代码展示了不同语言下如何对 TMQ 消息进行消费。
```c
// 消费数据
while (running) {
TAOS_RES* msg = tmq_consumer_poll(tmq, timeOut);
msg_process(msg);
}
```
这里是一个 **while** 循环,每调用一次 tmq_consumer_poll(),获取一个消息,该消息与普通查询返回的结果集完全相同,可以使用相同的解析 API 完成消息内容的解析。
```java
while(running){
ConsumerRecords meters = consumer.poll(Duration.ofMillis(100));
for (Meters meter : meters) {
processMsg(meter);
}
}
```
```go
for {
ev := consumer.Poll(0)
if ev != nil {
switch e := ev.(type) {
case *tmqcommon.DataMessage:
fmt.Println(e.Value())
case tmqcommon.Error:
fmt.Fprintf(os.Stderr, "%% Error: %v: %v\n", e.Code(), e)
panic(e)
}
consumer.Commit()
}
}
```
```rust
{
let mut stream = consumer.stream();
while let Some((offset, message)) = stream.try_next().await? {
// get information from offset
// the topic
let topic = offset.topic();
// the vgroup id, like partition id in kafka.
let vgroup_id = offset.vgroup_id();
println!("* in vgroup id {vgroup_id} of topic {topic}\n");
if let Some(data) = message.into_data() {
while let Some(block) = data.fetch_raw_block().await? {
// one block for one table, get table name if needed
let name = block.table_name();
let records: Vec = block.deserialize().try_collect()?;
println!(
"** table: {}, got {} records: {:#?}\n",
name.unwrap(),
records.len(),
records
);
}
}
consumer.commit(offset).await?;
}
}
```
```python
while True:
res = consumer.poll(100)
if not res:
continue
err = res.error()
if err is not None:
raise err
val = res.value()
for block in val:
print(block.fetchall())
```
```js
while(true){
msg = consumer.consume(200);
// process message(consumeResult)
console.log(msg.topicPartition);
console.log(msg.block);
console.log(msg.fields)
}
```
```csharp
// 消费数据
while (true)
{
var consumerRes = consumer.Consume(100);
// process ConsumeResult
ProcessMsg(consumerRes);
consumer.Commit(consumerRes);
}
```
## 结束消费
消费结束后,应当取消订阅。
```c
/* 取消订阅 */
tmq_unsubscribe(tmq);
/* 关闭消费者对象 */
tmq_consumer_close(tmq);
```
```java
/* 取消订阅 */
consumer.unsubscribe();
/* 关闭消费 */
consumer.close();
```
```go
/* Unsubscribe */
_ = consumer.Unsubscribe()
/* Close consumer */
_ = consumer.Close()
```
```rust
consumer.unsubscribe().await;
```
```py
# 取消订阅
consumer.unsubscribe()
# 关闭消费
consumer.close()
```
```js
consumer.unsubscribe();
consumer.close();
```
```csharp
// 取消订阅
consumer.Unsubscribe();
// 关闭消费
consumer.Close();
```
## 删除 *topic*
如果不再需要订阅数据,可以删除 topic,需要注意:只有当前未在订阅中的 TOPIC 才能被删除。
```sql
/* 删除 topic */
DROP TOPIC topic_name;
```
## 状态查看
1、*topics*:查询已经创建的 topic
```sql
SHOW TOPICS;
```
2、consumers:查询 consumer 的状态及其订阅的 topic
```sql
SHOW CONSUMERS;
```
3、subscriptions:查询 consumer 与 vgroup 之间的分配关系
```sql
SHOW SUBSCRIPTIONS;
```
## 示例代码
以下是各语言的完整示例代码。