NATS服务器中消费者卡顿与消息删除异常问题分析

问题现象

在NATS服务器2.10.24版本中，用户报告了一个关于JetStream消费者行为的异常现象。当系统中存在大量需要重新投递的消息，并且这些消息在被重新投递前被删除时，消费者会出现卡顿现象，表现为：

1. 消费者会随机停止处理消息，持续时间从几秒到一小时不等
2. 消费者统计信息显示异常：
   • 待确认(Ack Pending)数量异常增高
   • 重新投递计数(Redelivery count)出现波动甚至减少
   • 待处理消息数(NumPending)与实际不符

问题重现

该问题在多种环境下均能重现：

• Java客户端在Windows 11上的3节点集群
• Go客户端在Linux云环境中的3节点集群

典型的重现步骤包括：

1. 创建3节点NATS集群
2. 建立具有副本的流(Stream)
3. 启动消费者并模拟高频率的消息处理失败
4. 在消息等待重新投递期间删除部分消息
5. 观察消费者状态和统计信息

技术分析

根本原因

这个问题源于NATS服务器在处理被删除但尚未确认的消息时的内部状态管理。当以下两个条件同时满足时，系统会出现不一致状态：

1. 高比例的消息未被确认并等待重新投递
2. 这些等待重新投递的消息被显式删除

在这种情况下，服务器的内部跟踪机制未能正确处理消息删除与重新投递队列之间的关系，导致：

• 消费者卡在等待实际上已被删除的消息
• 统计计数器出现不一致
• 流状态与消费者状态不同步

影响范围

该问题主要影响以下使用场景：

• 使用显式确认(AckExplicit)的持久消费者
• 系统中存在大量处理失败需要重新投递的消息
• 应用会主动删除流中的消息(通过DeleteMsg或Purge)
• 3节点集群环境(单节点可能不易触发)

解决方案

NATS团队已经识别并修复了这个问题。修复的核心在于改进服务器处理被删除消息的重新投递逻辑，确保：

1. 当消息被删除时，正确清理所有相关的重新投递状态
2. 维护统计计数器的一致性
3. 防止消费者因等待已删除消息而卡住

最佳实践建议

为避免类似问题，在使用NATS JetStream时建议：

1. 合理设置MaxDeliver参数，避免无限次重新投递
2. 对于需要删除的消息，考虑使用Term()而不是直接删除
3. 监控消费者的NumAckPending指标，异常增长可能是问题的早期信号
4. 在必须删除消息时，评估是否需要重建消费者来重置状态

总结

NATS服务器的这一消费者卡顿问题展示了消息系统中状态管理的重要性。通过这次问题的分析和修复，NATS JetStream在处理边缘场景时的可靠性得到了提升。对于系统设计者而言，这也提醒我们需要谨慎处理消息生命周期中的各种状态转换，特别是在分布式环境中。