--- 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 --- import Tabs from "@theme/Tabs"; import TabItem from "@theme/TabItem"; import Java from "./_sub_java.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。 ## 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 TaosConsumer(): def __init__(self, *topics, **configs) def __iter__(self) def __next__(self) def sync_next(self) def subscription(self) def unsubscribe(self) def close(self) def __del__(self) ``` ```go func NewConsumer(conf *Config) (*Consumer, error) func (c *Consumer) Close() error func (c *Consumer) Commit(ctx context.Context, message unsafe.Pointer) error func (c *Consumer) FreeMessage(message unsafe.Pointer) func (c *Consumer) Poll(timeout time.Duration) (*Result, error) func (c *Consumer) Subscribe(topics []string) error func (c *Consumer) Unsubscribe() 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; 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; ``` 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 AS STABLE stb_name ``` 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。 - 用户对于要处理的每一个数据块都可能有不同的表结构。 - 返回数据不包含标签。 ### 数据库订阅语法： ```sql CREATE TOPIC topic_name 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 ## 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 | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `td.connect.user` | string | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `td.connect.pass` | string | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `td.connect.port` | integer | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `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。 | | `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 | 可选：`earliest`(default), `latest`, `none` | | `enable.auto.commit` | boolean | 是否启用消费位点自动提交 | 合法值：`true`, `false`。 | | `auto.commit.interval.ms` | integer | 以毫秒为单位的消费记录自动提交消费位点时间间 | 默认 5000 m | | `enable.heartbeat.background` | boolean | 启用后台心跳，启用后即使长时间不 poll 消息也不会造成离线 | 默认开启 | | `experimental.snapshot.enable` | boolean | 是否允许从 TSDB 消费数据 | 实验功能，默认关闭 | | `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） | | 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, "experimental.snapshot.enable", "true"); 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，使用如下配置项： | 参数名称 | 类型 | 参数说明 | | ----------------------------- | ------ | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | `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 config := tmq.NewConfig() defer config.Destroy() err = config.SetGroupID("test") if err != nil { panic(err) } err = config.SetAutoOffsetReset("earliest") if err != nil { panic(err) } err = config.SetConnectIP("127.0.0.1") if err != nil { panic(err) } err = config.SetConnectUser("root") if err != nil { panic(err) } err = config.SetConnectPass("taosdata") if err != nil { panic(err) } err = config.SetConnectPort("6030") if err != nil { panic(err) } err = config.SetMsgWithTableName(true) if err != nil { panic(err) } err = config.EnableHeartBeat() if err != nil { panic(err) } err = config.EnableAutoCommit(func(result *wrapper.TMQCommitCallbackResult) { if result.ErrCode != 0 { errStr := wrapper.TMQErr2Str(result.ErrCode) err := errors.NewError(int(result.ErrCode), errStr) panic(err) } }) if err != nil { panic(err) } ``` ```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 使用以下配置项创建一个 Consumer 实例。 | 参数名称 | 类型 | 参数说明 | 备注 | | :----------------------------: | :----: | -------------------------------------------------------- | ------------------------------------------- | | `td_connect_ip` | string | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `td_connect_user` | string | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `td_connect_pass` | string | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `td_connect_port` | string | 用于创建连接，同 `taos_connect` | | | `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。 | | `client_id` | string | 客户端 ID | 最大长度：192。 | | `auto_offset_reset` | string | 消费组订阅的初始位置 | 可选：`earliest`, `latest`, `none`(default) | | `enable_auto_commit` | string | 启用自动提交 | 合法值：`true`, `false`。 | | `auto_commit_interval_ms` | string | 以毫秒为单位的自动提交时间间隔 | | | `enable_heartbeat_background` | string | 启用后台心跳，启用后即使长时间不 poll 消息也不会造成离线 | 合法值：`true`, `false` | | `experimental_snapshot_enable` | string | 从 WAL 开始消费，还是从 TSBS 开始消费 | 合法值：`true`, `false` | | `msg_with_table_name` | string | 是否允许从消息中解析表名 | 合法值：`true`, `false` | | `timeout` | int | 消费者拉取数据的超时时间 | | ```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 consumer, err := tmq.NewConsumer(config) if err != nil { panic(err) } err = consumer.Subscribe([]string{"example_tmq_topic"}) if err != nil { panic(err) } ``` ```rust consumer.subscribe(["tmq_meters"]).await?; ``` ```python consumer = TaosConsumer('topic_ctb_column', group_id='vg2') ``` ```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 { result, err := consumer.Poll(time.Second) if err != nil { panic(err) } fmt.Println(result) consumer.Commit(context.Background(), result.Message) consumer.FreeMessage(result.Message) } ``` ```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 for msg in consumer: for row in msg: print(row) ``` ```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 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。