02. KafkaConsumer订阅topic数据，是如何实现加入组以及再平衡原理
上一篇在分析Consumer不通订阅方式的时候，提到了同一消费组下有多个消费者时，会触发再平衡，本篇将通过源码详细的分析是如何加入组以及再平衡的实现原理。
本篇源码分析基于kafka版本：kafka-0.10.1
首先介绍一下kafka的服务端有一个GroupCoordinator组件，该组件主要负责消费者组相关信息的维护，主要有以下功能：
确定当前消费组改由哪个broker提供coordinator服务
消费组成员加入
消费组成员离开
消费组成员心跳
消费组成员已消费offset保存
消费组整体状态维护和再平衡
对GroupCoordinator组件有了大概了解之后，下面开始我们的正文
前提有如下：
topic名称：test.kafka
topic分区：2个（test.kafka-0、test.kafka-1）
消费者group.id：test.kafka_group
02.01 第一个消费者加入消费者组过程
我们创建一个KafkaConsumer消费topic数据的代码大体是如下步骤：
KafkaConsumer加入消费者组(test.kafka_group)过程都是在consumer.poll方法实现的，我们接下来参考poll方法的实现
poll方法调用了pollOnce方法
02.01.01第一步：确认coordinator是否就绪，主要作用和是服务器端的GroupCoordinator组件通信
以下是关于ensureCoordinatorReady方法的分析
向服务器发送GroupCoordinator请求，根据group.id获取给该组提供coordinator服务的broker
第一步：获取请求数量最小的node（包括broker的ip、port）
第二步：向第一步获取的broker发送GroupCoordinator请求，参数为group.id
第三步：处理服务器响应结果
第一步：获取服务器返回的为当前gourp.id提供coordinator服务的broker（服务器是通过group.id的hashcode % __consumer_offsets topic的partition 数量，该partition
leader所在服务器为返回的broker），并且初始化coordinator变量
第二步：和broker建立连接
02.01.02第二步：主要是加入消费者组，以及同步分配给当前消费者的topic partitions
以下是关于ensurePartitionAssignment方法的分析
ensurePartitionAssignment方法调用了ensureActiveGroup方法
向服务器发送joinGroup请求
第一步：创建JoinGroupRequest请求，重点介绍以下几个参数：
String groupId：group.id 参数
String memberId：消费组的成员ID，此时值为空
String protocolType：固定值”consumer”
ListgroupProtocols
通过以上可以分析出参数groupProtocols的值
第二步：通过JoinGroupResponseHandler对服务器返回结果进行处理
joinResponse返回参数介绍
joinResponse.memberId：服务器给当前消费组生成的ID
joinResponse.generationId：服务器生成的一个自增ID
joinResponse.groupProtocol：客户端如果不做任何配置，默认值是”range”
joinResponse. leaderId：如果是第一个加入消费组，leaderId和当前memberId相同
joinResponse.
members：当前消费组中所有的消费成员，只有leader会有这个参数，非leader消费者该值为空
第三步：调用onJoinLeader方法，根据members的数量和订阅的topic：test.kafka的partition数采用rang的分配策略进行分配（调用的方式是performAssignment，因为当前只有一个消费成员，所以该成员分配到两个partition），然后把分配的结果通过SyncGroupRequest请求发送给服务器
第四步：对SyncGroupRequest请求返回结果的处理
该行最后会调用ConsumerCoordinator.onJoinComplete方法如下图
把给该消费者分配的top partition设置给当前消费者，调用该消费这订阅topic时设定的再平衡监听器（此处正好回答了第一篇的问题）
到此，消费者组的第一个消费者加入组的过程介绍完成了
02.02 第二个消费者加入消费者组过程
当第二个消费者加入消费组的时候，第一个消费者会跟着联动，最终实现每一个消费者成员消费topic：test.kafka的一个partition，具体实现流程如下分析
在kafka的服务器端通过GroupMeta维护者消费者组的状态，当我们第二个消费者在没有启动之前，GroupMeta的状态处于Stable，members只有一个成员。
当第二个消费者启动时同样第一步发送GroupCoordinatorRequest（分析过程见上图）获取GroupCoordinator所在的broker，第二步发送JoinGroupRequest（分析过程见上图）加入消费组，此时会将服务器GroupMeta的状态由Stable变成PreparingRebalance再变为AwaitingSync，第二个消费者接收到了服务器生成的memberId和Leader memberId信息，由于它本身不是leader进入onJoinFollower的处理如下图
在onJoinFollower方法中，接着发送SyncGroupRequest等待从服务器获取给自己分配的topic partition（等待消费组中的leader完成重新的分配）
那么时如何触发leader重新再分配的呢？接着看下面的分析
每个KafkaConsumer和服务器一直都维护着心跳，正式通过心跳感知到了服务器GroupMeta状态的变化，然后触发leader的重新分配（源码如下）
KafkaConsumer在通过poll方法拉取数据过程会通过延时任务的方式（HeartbeatTask实现了延时接口DelayedTask）触发发送心跳包如下图
Kafka服务器收到心跳包之后由于该GroupMeta的状态是AwaitingSync，会向客户端返回Errors.REBALANCE_IN_PROGRESS的错误码，然后客户端通过重置rejoinNeeded=true，触发leader 重新发送JoinGroupRequest请求完成重新分发，然后把分配结果发送SyncGroupRequest发送给kafka服务器，kafka服务器把GroupMeta的状态由AwaitingSync变成Stable，此时非leader的第二个消费组通过SyncGroupRequest获取给自己分配需要消费的topic partition，这样就完成了再平衡回复到正常消费状态
