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@@ -9,18 +9,16 @@ tags:
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## 目录
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-- [简介](#简介)
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-- [正篇](#正篇)
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+- [概述](#概述)
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+- [快速入门](#快速入门)
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+- [架构深入](#架构深入)
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+- [kafka API](#kafka API)
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+- [kafka 监控](#kafka监控)
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+- [flume对接kafka](#flume对接kafka)
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- [参考链接](#参考链接)
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- [结束语](#结束语)
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-## 简介
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-
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-整理学习Kafka时的知识点.
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-## 正篇
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-
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-### 概述
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+## 概述
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- 一句话定义
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```
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@@ -53,174 +51,531 @@ tags:
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9. follower: 每个分区多个副本中的“从”,实时从leader中同步数据,保持和leader数据的同步。leader发生故障时,某个follower会成为新的leader。
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```
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-### 快速入门
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+## 快速入门
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-- `安装部署`
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+### `安装部署`
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+
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+```
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|
+集群规划:一台VPS上部署2个broker,组成集群
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+软件依赖:jdk,kafka
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+防火墙设置:如果是开发环境,直接关闭防火墙;如果是生产环境,就需要配置防火墙,增加端口规则
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+```
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+---
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+1. 安装JDK并配置环境变量(省略)
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+2. 下载[kafka程序包](http://kafka.apache.org/downloads.html)
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```
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- 集群规划:一台VPS上部署2个broker,组成集群
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- 软件依赖:jdk,kafka
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- 防火墙设置:如果是开发环境,直接关闭防火墙;如果是生产环境,就需要配置防火墙,增加端口规则
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+ # wget -P /opt/setups https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/kafka/2.5.0/kafka_2.12-2.5.0.tgz
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|
+ ```
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+3. 解压到指定目录
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+ ```
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+ # mkdir -pv /usr/program
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+ # tar -zxvf kafka_2.12-2.5.0.tgz -C /usr/program/
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|
+ ```
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+4. 配置环境变量
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+ ```
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+ [root@144 ~]# vim /etc/profile.d/my.sh
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|
+ # kafka
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+ KAFKA_HOME=/usr/program/kafka_2.12-2.5.0
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+ PATH=$KAFKA_HOME/bin:$PATH
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|
+ export KAFKA_HOME
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|
+ export PATH
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+ [root@144 ~]# source /etc/profile.d/my.sh
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|
+ ```
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|
+5. 创建相关日志文件夹
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|
+ ```
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|
+ # mkdir -pv /tmp/kafka-logs/{1,2}
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|
+ # mkdir -pv /tmp/zookeeper
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|
+ ```
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+6. 配置集群参数
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|
+ ```
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+ [root@144 ~]# cp ${KAFKA_HOME}/config/server.properties ${KAFKA_HOME}/config/server-1.properties
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|
+ [root@144 ~]# vim ${KAFKA_HOME}/config/server-1.properties
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|
|
+ #broker的全局唯一编号,不能重复
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|
+ broker.id=1
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+ #服务端口号
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+ listeners=PLAINTEXT://:9093
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+ #是否开启删除topic功能,否则只是标记删除
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|
+ delete.topic.enable=true
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|
+ #处理网络请求的线程数量
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+ num.network.threads=3
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|
|
+ #用来处理磁盘IO的现成数量
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|
+ num.io.threads=8
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|
|
+ #发送套接字的缓冲区大小
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|
+ socket.send.buffer.bytes=102400
|
|
|
+ #接收套接字的缓冲区大小
|
|
|
+ socket.receive.buffer.bytes=102400
|
|
|
+ #请求套接字的缓冲区大小
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|
|
+ socket.request.max.bytes=104857600
|
|
|
+ #kafka运行日志存放的路径
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|
+ log.dirs=/tmp/kafka-logs/1
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|
|
+ #topic在当前broker上的分区个数
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|
+ num.partitions=1
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|
|
+ #用来恢复和清理data下数据的线程数量
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+ num.recovery.threads.per.data.dir=1
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|
+ #segment文件保留的最长时间,超时将被删除
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|
+ log.retention.hours=168
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|
|
+ #配置连接Zookeeper集群地址,多个用逗号分隔
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|
+ zookeeper.connect=localhost:2181
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|
|
+ ```
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|
|
+ ```
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|
|
+ [root@144 ~]# cp ${KAFKA_HOME}/config/server-1.properties ${KAFKA_HOME}/config/server-2.properties
|
|
|
+ [root@144 ~]# vim ${KAFKA_HOME}/config/server-2.properties
|
|
|
+ #broker的全局唯一编号,不能重复
|
|
|
+ broker.id=2
|
|
|
+ #服务端口号
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|
+ listeners=PLAINTEXT://:9094
|
|
|
+ #kafka运行日志存放的路径
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|
|
+ log.dirs=/tmp/kafka-logs/2
|
|
|
+ ...
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|
+ ```
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|
|
+7. 启动集群
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|
|
+ ```
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|
|
+ [root@144 ~]# cd ${KAFKA_HOME}/bin
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|
|
+ [root@144 bin]# zookeeper-server-start.sh -daemon ../config/zookeeper.properties
|
|
|
+ [root@144 bin]# kafka-server-start.sh -daemon ../config/server-1.properties
|
|
|
+ [root@144 bin]# kafka-server-start.sh -daemon ../config/server-2.properties
|
|
|
+ ```
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|
|
+8. 关闭集群
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|
+ ```
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|
+ [root@144 bin]# kafka-server-stop.sh stop
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+ ```
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|
+
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|
+### `命令行操作`
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|
+
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+- 查看当前服务器中的所有topic
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+ ```
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|
+ [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --list
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+ ```
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|
|
+- 创建topic
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|
+ ```
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|
|
+ [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --create --replication-factor 2 --partitions 2 --topic test
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|
|
+ ```
|
|
|
+- 查看某个topic详情
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|
|
+ ```
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|
|
+ [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --describe --topic test
|
|
|
+ ```
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|
|
+- 删除topic
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|
+ ```
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|
|
+ [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --delete --topic test
|
|
|
+ ```
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|
|
+- 修改分区数
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|
|
+ ```
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|
|
+ [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --alter --topic test --partitions 3
|
|
|
+ ```
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|
|
+- 发送消息
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ [root@144 bin]# kafka-console-producer.sh --broker-list 127.0.0.1:9093 --topic test
|
|
|
+ ```
|
|
|
+- 消费消息
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ [root@144 bin]# kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 127.0.0.1:9093 --topic test --from-beginning
|
|
|
```
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|
|
- ---
|
|
|
- 1. 安装JDK并配置环境变量(省略)
|
|
|
- 2. 下载[kafka程序包](http://kafka.apache.org/downloads.html)
|
|
|
- ```
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|
|
- # wget -P /opt/setups https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/kafka/2.5.0/kafka_2.12-2.5.0.tgz
|
|
|
- ```
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|
|
- 3. 解压到指定目录
|
|
|
- ```
|
|
|
- # mkdir -pv /usr/program
|
|
|
- # tar -zxvf kafka_2.12-2.5.0.tgz -C /usr/program/
|
|
|
- ```
|
|
|
- 4. 配置环境变量
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|
|
- ```
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|
|
- [root@144 ~]# vim /etc/profile.d/my.sh
|
|
|
- # kafka
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|
|
- KAFKA_HOME=/usr/program/kafka_2.12-2.5.0
|
|
|
- PATH=$KAFKA_HOME/bin:$PATH
|
|
|
- export KAFKA_HOME
|
|
|
- export PATH
|
|
|
- [root@144 ~]# source /etc/profile.d/my.sh
|
|
|
- ```
|
|
|
- 5. 创建相关日志文件夹
|
|
|
- ```
|
|
|
- # mkdir -pv /tmp/kafka-logs/{1,2}
|
|
|
- # mkdir -pv /tmp/zookeeper
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|
|
- ```
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|
|
- 6. 配置集群参数
|
|
|
- ```
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|
|
- [root@144 ~]# cp ${KAFKA_HOME}/config/server.properties ${KAFKA_HOME}/config/server-1.properties
|
|
|
- [root@144 ~]# vim ${KAFKA_HOME}/config/server-1.properties
|
|
|
- #broker的全局唯一编号,不能重复
|
|
|
- broker.id=1
|
|
|
- #服务端口号
|
|
|
- listeners=PLAINTEXT://:9093
|
|
|
- #是否开启删除topic功能,否则只是标记删除
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|
|
- delete.topic.enable=true
|
|
|
- #处理网络请求的线程数量
|
|
|
- num.network.threads=3
|
|
|
- #用来处理磁盘IO的现成数量
|
|
|
- num.io.threads=8
|
|
|
- #发送套接字的缓冲区大小
|
|
|
- socket.send.buffer.bytes=102400
|
|
|
- #接收套接字的缓冲区大小
|
|
|
- socket.receive.buffer.bytes=102400
|
|
|
- #请求套接字的缓冲区大小
|
|
|
- socket.request.max.bytes=104857600
|
|
|
- #kafka运行日志存放的路径
|
|
|
- log.dirs=/tmp/kafka-logs/1
|
|
|
- #topic在当前broker上的分区个数
|
|
|
- num.partitions=1
|
|
|
- #用来恢复和清理data下数据的线程数量
|
|
|
- num.recovery.threads.per.data.dir=1
|
|
|
- #segment文件保留的最长时间,超时将被删除
|
|
|
- log.retention.hours=168
|
|
|
- #配置连接Zookeeper集群地址,多个用逗号分隔
|
|
|
- zookeeper.connect=localhost:2181
|
|
|
- ```
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|
|
- ```
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|
|
- [root@144 ~]# cp ${KAFKA_HOME}/config/server-1.properties ${KAFKA_HOME}/config/server-2.properties
|
|
|
- [root@144 ~]# vim ${KAFKA_HOME}/config/server-2.properties
|
|
|
- #broker的全局唯一编号,不能重复
|
|
|
- broker.id=2
|
|
|
- #服务端口号
|
|
|
- listeners=PLAINTEXT://:9094
|
|
|
- #kafka运行日志存放的路径
|
|
|
- log.dirs=/tmp/kafka-logs/2
|
|
|
- ...
|
|
|
- ```
|
|
|
- 7. 启动集群
|
|
|
- ```
|
|
|
- [root@144 ~]# cd ${KAFKA_HOME}/bin
|
|
|
- [root@144 bin]# zookeeper-server-start.sh -daemon ../config/zookeeper.properties
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-server-start.sh -daemon ../config/server-1.properties
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-server-start.sh -daemon ../config/server-2.properties
|
|
|
- ```
|
|
|
- 8. 关闭集群
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|
- ```
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-server-stop.sh stop
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|
|
- ```
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|
|
-- `命令行操作`
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|
- 1. 查看当前服务器中的所有topic
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|
- ```
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|
|
- [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --list
|
|
|
- ```
|
|
|
- 2. 创建topic
|
|
|
- ```
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --create --replication-factor 2 --partitions 2 --topic test
|
|
|
- ```
|
|
|
- 3. 查看某个topic详情
|
|
|
- ```
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --describe --topic test
|
|
|
- ```
|
|
|
- 4. 删除topic
|
|
|
- ```
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --delete --topic test
|
|
|
- ```
|
|
|
- 5. 修改分区数
|
|
|
- ```
|
|
|
- [root@144 bin]# kafka-topics.sh --zookeeper 127.0.0.1:2181 --alter --topic test --partitions 3
|
|
|
- ```
|
|
|
- 6. 发送消息
|
|
|
- ```
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|
|
- [root@144 bin]# kafka-console-producer.sh --broker-list 127.0.0.1:9093 --topic test
|
|
|
- ```
|
|
|
- 7. 消费消息
|
|
|
- ```
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|
|
- [root@144 bin]# kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server 127.0.0.1:9093 --topic test --from-beginning
|
|
|
- ```
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|
-### 架构深入
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-
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-- kafka工作流程及文件存储机制
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- 
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|
- ```
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|
- Kafka中的消息是以topic进行分类的,生产者生产消息,消费者消费消息,都是面向topic的。
|
|
|
- topic是逻辑上的概念,而partition是物理上的概念,每个partition对应于一个log文件,该log文件中存储的就是producer生产的数据。
|
|
|
- Producer生产的数据会被不断追加到该log文件末端,且每条数据都有自己的offset。
|
|
|
- 消费者组中的每个消费者,都会实时记录自己消费到了哪个offset,以便出错恢复时,从上次的位置继续消费。
|
|
|
- ```
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|
|
- 
|
|
|
- ```
|
|
|
- 由于生产者生产的消息会不断追加到log文件末尾,为防止log文件过大导致数据定位效率低下,Kafk采取了分片和索引机制,将每个partition分为多个segment。
|
|
|
- 每个segment对应两个文件——“.index”文件和“.log”文件。这些文件位于一个文件夹下,该文件夹的命名规则为: 新版本存储好像有变化
|
|
|
- topic名称+分区序号。例如,test这个topic有2个分区,则其对应的文件夹为test-0,test-1。index和log文件以当前segment的第一条消息的offset命名。
|
|
|
- ```
|
|
|
- 
|
|
|
- ```
|
|
|
- index文件存储大量的索引信息,log文件存储大量的数据,索引文件中的元数据指向对应数据文件中message的物理偏移地址。
|
|
|
- ```
|
|
|
-- kafka生产者
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|
|
- - 分区策略
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|
|
- ```
|
|
|
- 1.分区的原因
|
|
|
- a.方便在集群中扩展,每个Partition可以通过调整以适应它所在的机器,而一个topic又可以有多个Partition组成,因此整个集群就可以适应任意大小的数据了;
|
|
|
- b.可以提高并发,因为可以以Partition为单位读写了。
|
|
|
- 2.分区的原则
|
|
|
- 我们需要将producer发送的数据封装成一个ProducerRecord对象。
|
|
|
- a.指明partition的情况下,直接将指明的值直接作为partiton值;
|
|
|
- b.没有指明partition值但有key的情况下,将key的hash值与topic的partition数进行取余得到partition值;
|
|
|
- c.既没有partition值又没有key值的情况下,第一次调用时随机生成一个整数(后面每次调用在这个整数上自增),将这个值与topic可用的partition总数取余得到partition值,也就是常说的round-robin算法。
|
|
|
- ```
|
|
|
- - 数据可靠性保证
|
|
|
- ```
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|
|
- 为保证producer发送的数据,能可靠的发送到指定的topic,topic的每个partition收到producer发送的数据后,
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|
|
- 都需要向producer发送ack(acknowledgement确认收到),如果producer收到ack,就会进行下一轮的发送,否则重新发送数据。
|
|
|
- ---
|
|
|
- 何时发送ack?
|
|
|
- 确保有follower与leader同步完成,leader再发送ack,这样才能保证leader挂掉之后,能在follower中选举出新的leader。
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|
|
- ---
|
|
|
- 多少个follower同步完成后发送ack?
|
|
|
- 一种方案是半数以上的follower同步完成,即可发送ack。优点是延迟低;缺点是选举新的leader时,容忍n台节点的故障,需要2n+1个副本
|
|
|
- 另一种方案是全部的follower同步完成,才可以发送ack。优点是选举新的leader时,容忍n台节点的故障,需要n+1个副本;缺点是延迟高
|
|
|
- ---
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|
|
- Kafka选择了第二种方案,原因如下:
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|
- 1.同样为了容忍n台节点的故障,第一种方案需要2n+1个副本,而第二种方案只需要n+1个副本,而Kafka的每个分区都有大量的数据,第一种方案会造成大量数据的冗余。
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|
- 2.虽然第二种方案的网络延迟会比较高,但网络延迟对Kafka的影响较小。
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- ```
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|
- ```
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|
- ```
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+## 架构深入
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+
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+### `工作流程及文件存储机制`
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+
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+
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+```
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|
+Kafka中的消息是以topic进行分类的,生产者生产消息,消费者消费消息,都是面向topic的。
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|
|
+topic是逻辑上的概念,而partition是物理上的概念,每个partition对应于一个log文件,该log文件中存储的就是producer生产的数据。
|
|
|
+Producer生产的数据会被不断追加到该log文件末端,且每条数据都有自己的offset。
|
|
|
+消费者组中的每个消费者,都会实时记录自己消费到了哪个offset,以便出错恢复时,从上次的位置继续消费。
|
|
|
+```
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|
|
+
|
|
|
+```
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|
|
+由于生产者生产的消息会不断追加到log文件末尾,为防止log文件过大导致数据定位效率低下,Kafk采取了分片和索引机制,将每个partition分为多个segment。
|
|
|
+每个segment对应两个文件——“.index”文件和“.log”文件。这些文件位于一个文件夹下,该文件夹的命名规则为: 新版本存储好像有变化
|
|
|
+topic名称+分区序号。例如,test这个topic有2个分区,则其对应的文件夹为test-0,test-1。index和log文件以当前segment的第一条消息的offset命名。
|
|
|
+```
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|
|
+
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|
|
+```
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|
|
+index文件存储大量的索引信息,log文件存储大量的数据,索引文件中的元数据指向对应数据文件中message的物理偏移地址。
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|
|
+```
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+
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|
+### `生产者`
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|
+
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+- 分区策略
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|
+ ```
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|
|
+ 1.分区的原因
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|
|
+ a.方便在集群中扩展,每个Partition可以通过调整以适应它所在的机器,而一个topic又可以有多个Partition组成,因此整个集群就可以适应任意大小的数据了;
|
|
|
+ b.可以提高并发,因为可以以Partition为单位读写了。
|
|
|
+ 2.分区的原则
|
|
|
+ 我们需要将producer发送的数据封装成一个ProducerRecord对象。
|
|
|
+ a.指明partition的情况下,直接将指明的值直接作为partiton值;
|
|
|
+ b.没有指明partition值但有key的情况下,将key的hash值与topic的partition数进行取余得到partition值;
|
|
|
+ c.既没有partition值又没有key值的情况下,第一次调用时随机生成一个整数(后面每次调用在这个整数上自增),将这个值与topic可用的partition总数取余得到partition值,也就是常说的round-robin算法。
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|
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+ ```
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|
|
+- 数据可靠性保证
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|
|
+ ```
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|
|
+ 为保证producer发送的数据,能可靠的发送到指定的topic,topic的每个partition收到producer发送的数据后,
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|
|
+ 都需要向producer发送ack(acknowledgement确认收到),如果producer收到ack,就会进行下一轮的发送,否则重新发送数据。
|
|
|
+ ---
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|
|
+ 何时发送ack?
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|
|
+ 确保有follower与leader同步完成,leader再发送ack,这样才能保证leader挂掉之后,能在follower中选举出新的leader。
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+ ---
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|
|
+ 多少个follower同步完成后发送ack?
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+ 一种方案是半数以上的follower同步完成,即可发送ack。优点是延迟低;缺点是选举新的leader时,容忍n台节点的故障,需要2n+1个副本
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+ 另一种方案是全部的follower同步完成,才可以发送ack。优点是选举新的leader时,容忍n台节点的故障,需要n+1个副本;缺点是延迟高
|
|
|
+ ---
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+ Kafka选择了第二种方案,原因如下:
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|
|
+ 1.同样为了容忍n台节点的故障,第一种方案需要2n+1个副本,而第二种方案只需要n+1个副本,而Kafka的每个分区都有大量的数据,第一种方案会造成大量数据的冗余。
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+ 2.虽然第二种方案的网络延迟会比较高,但网络延迟对Kafka的影响较小。
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+ ```
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+ ```
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+ 采用第二种方案之后,设想以下情景:leader收到数据,所有follower都开始同步数据,但有一个follower,因为某种故障,迟迟不能与leader进行同步,
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+ 那leader就要一直等下去,直到它完成同步,才能发送ack。这个问题怎么解决呢?
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+ Leader维护了一个动态的in-sync replica set(ISR),意为和leader保持同步的follower集合。当ISR中的follower完成数据的同步之后,leader就
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+ 会给producer发送ack。如果follower长时间未向leader同步数据,则该follower将被踢出ISR,该时间阈值由replica.lag.time.max.ms参数设定。
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+ Leader发生故障之后,就会从ISR中选举新的leader。
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+ ```
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|
+ ```
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+ 对于某些不太重要的数据,对数据的可靠性要求不是很高,能够容忍数据的少量丢失,所以没必要等ISR中的follower全部接收成功。
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+ 所以Kafka为用户提供了三种可靠性级别,用户根据对可靠性和延迟的要求进行权衡,对acks参数配置。
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+ ---
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+ 0:producer不等待broker的ack,这一操作提供了一个最低的延迟,broker一接收到还没有写入磁盘就已经返回,当broker故障时有可能丢失数据;
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+ 1:producer等待broker的ack,partition的leader落盘成功后返回ack,如果在follower同步成功之前leader故障,那么将会丢失数据;
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+ -1(all):producer等待broker的ack,partition的leader和follower全部落盘成功后才返回ack。但是如果在follower同步完成后,broker发送ack之前,leader发生故障,那么会造成数据重复。
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+ ```
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+ ```
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+ LEO:指的是每个副本最大的offset;
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+ HW:指的是消费者能见到的最大的offset,ISR队列中最小的LEO。
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+ ---
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+ 1. follower故障
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+ follower发生故障后会被临时踢出ISR,待该follower恢复后,follower会读取本地磁盘记录的上次的HW,并将log文件高于HW的部分截取掉,
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+ 从HW开始向leader进行同步。等该follower的LEO大于等于该Partition的HW,即follower追上leader之后,就可以重新加入ISR了。
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+ 2. leader故障
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+ leader发生故障之后,会从ISR中选出一个新的leader,之后为保证多个副本之间的数据一致性,其余的follower会先将各自的log文件高于HW
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+ 的部分截掉,然后从新的leader同步数据。这只能保证副本之间的数据一致性,并不能保证数据不丢失或者不重复。
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+ ```
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+
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+### `消费者`
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+
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+- 消费方式
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+ ```
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+ consumer采用pull(拉)模式从broker中读取数据。
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+ ---
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+ push(推)模式很难适应消费速率不同的消费者,因为消息发送速率是由broker决定的。它的目标是尽可能以最快速度传递消息,
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+ 但是这样很容易造成consumer来不及处理消息,典型的表现就是拒绝服务以及网络拥塞。而pull模式则可以根据consumer的消
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|
+ 费能力以适当的速率消费消息。
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|
+ ---
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|
|
+ pull模式不足之处是,如果kafka没有数据,消费者可能会陷入循环中,一直返回空数据。针对这一点,Kafka的消费者在消费数据时
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|
|
+ 会传入一个时长参数timeout,如果当前没有数据可供消费,consumer会等待一段时间之后再返回,这段时长即为timeout。
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|
+ ```
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|
|
+- 分区分配策略
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|
|
+ ```
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|
+ 一个consumer group中有多个consumer,一个topic有多个partition,所以必然会涉及到partition的分配问题,即确定哪个
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|
|
+ partition由哪个consumer来消费。Kafka有两种分配策略,一是RoundRobin,一是Range。
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|
|
+ ---
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|
|
+ 同一个消费者组中的消费者,同一时刻只能有一个消费者消费。
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|
|
+ ```
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|
+- offset的维护
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+ ```
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|
+ 由于consumer在消费过程中可能会出现断电宕机等故障,consumer恢复后,需要从故障前的位置的继续消费,所以consumer需要实时
|
|
|
+ 记录自己消费到了哪个offset,以便故障恢复后继续消费。所以offset的维护是Consumer消费数据是必须考虑的问题。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ Kafka 0.11版本之前,consumer默认将offset保存在Zookeeper中,从0.11版本开始,consumer默认将offset保存在Kafka一个内置
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|
+ 的topic中,该 topic为__consumer_offsets。
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|
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+ ```
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+
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+### `高效读写数据`
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|
+
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|
+```
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+1. 顺序写磁盘
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+ Kafka的producer生产数据,要写入到log文件中,写的过程是一直追加到文件末端,为顺序写。
|
|
|
+ 官网有数据表明,同样的磁盘,顺序写能到600M/s,而随机写只有100K/s。这与磁盘的机械机构有关,顺序写之所以快,是因为其省去了大量磁头寻址的时间。
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|
+2. 零复制技术
|
|
|
+```
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|
+
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|
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+### `zk的作用`
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|
+
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|
|
+```
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|
+Kafka集群中有一个broker会被选举为Controller,负责管理集群broker的上下线,所有topic的分区副本分配和leader选举等工作。
|
|
|
+Controller的管理工作都是依赖于Zookeeper的。
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|
|
+```
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|
|
+
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|
|
+### `事务`
|
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|
+
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|
|
+```
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|
|
+Kafka从0.11版本开始引入了事务支持。事务可以保证Kafka在Exactly Once语义的基础上,生产和消费可以跨分区和会话,要么全部成功,要么全部失败。
|
|
|
+---
|
|
|
+Producer事务
|
|
|
+为了实现跨分区跨会话的事务,需要引入一个全局唯一的Transaction ID,并将Producer获得的PID和Transaction ID绑定。这样当Producer重启后就
|
|
|
+可以通过正在进行的Transaction ID获得原来的 PID。
|
|
|
+为了管理Transaction,Kafka引入了一个新的组件Transaction Coordinator。Producer就是通过和Transaction Coordinator交互获得Transaction ID
|
|
|
+对应的任务状态。TransactionCoordinator还负责将事务所有写入Kafka的一个内部Topic,这样即使整个服务重启,由于事务状态得到保存,进行中的事务状态
|
|
|
+可以得到恢复,从而继续进行。
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|
|
+---
|
|
|
+Consumer事务
|
|
|
+上述事务机制主要是从Producer方面考虑,对于Consumer而言,事务的保证就会相对较弱,尤其是无法保证Commit的信息被精确消费。这是由于Consumer
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|
|
+可以通过offset访问任意信息,而且不同的Segment File生命周期不同,同一事务的消息可能会出现重启后被删除的情况。
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|
|
+```
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|
+
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|
|
+## kafka API
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|
+
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|
+### `Producer API`
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|
|
+
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|
|
+- 消息发送流程
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|
+ ```
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|
+ Kafka的Producer发送消息采用的是异步发送的方式。在消息发送的过程中,涉及到了两个线程——main线程和Sender线程,
|
|
|
+ 以及一个线程共享变量——RecordAccumulator。main线程将消息发送给RecordAccumulator,Sender线程不断从RecordAccumulator
|
|
|
+ 中拉取消息发送到Kafka broker。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ batch.size: 只有数据积累到batch.size之后,sender才会发送数据。
|
|
|
+ linger.ms: 如果数据迟迟未达到 batch.size,sender等待linger.time之后就会发送数据。
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ 
|
|
|
+- 异步发送API
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|
|
+ ```java
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|
|
+ @Slf4j
|
|
|
+ public class Procuder {
|
|
|
+ // 带回调函数的API
|
|
|
+ public static void main(String[] args) {
|
|
|
+ Properties props = new Properties();
|
|
|
+ //kafka集群,broker-list
|
|
|
+ props.put("bootstrap.servers", "hexo.lvzhiqiang.top:9093");
|
|
|
+ //ack应答机制
|
|
|
+ props.put("acks", "all");
|
|
|
+ //重试次数
|
|
|
+ props.put("retries", 1);
|
|
|
+ //批次大小 只有数据积累到batch.size之后,sender才会发送数据
|
|
|
+ props.put("batch.size", 16384);
|
|
|
+ //等待时间 如果数据迟迟未达到batch.size,sender等待linger.time之后就会发送数据
|
|
|
+ props.put("linger.ms", 1);
|
|
|
+ //缓冲区大小
|
|
|
+ props.put("buffer.memory", 33554432);
|
|
|
+ props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
|
|
|
+ props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
|
|
|
+ KafkaProducer<String, String> producer = new KafkaProducer<>(props);
|
|
|
+ SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
|
|
|
+ for (int i = 0; i < 100; i++) {
|
|
|
+ int finalI = i;
|
|
|
+ producer.send(new ProducerRecord<>("test", Integer.toString(i), Integer.toString(i)), new Callback() {
|
|
|
+ //回调函数,该方法会在Producer收到ack时调用,为异步调用
|
|
|
+ //消息发送失败会自动重试,不需要我们在回调函数中手动重试
|
|
|
+ @Override
|
|
|
+ public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
|
|
|
+ if (null == e) {
|
|
|
+ log.info("{}->success->{}->{}", finalI, sdf.format(new Date()), recordMetadata.offset());
|
|
|
+ } else {
|
|
|
+ log.warn("{}->fail->{}", finalI, sdf.format(new Date()), e);
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ });
|
|
|
+ }
|
|
|
+ producer.close();
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ ```
|
|
|
+- 同步发送API
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ 同步发送的意思就是,一条消息发送之后,会阻塞当前线程,直至返回ack。
|
|
|
+ 由于send方法返回的是一个Future对象,根据Futrue对象的特点,我们只需再调用Future对象的get方法即可实现同步发送的效果。
|
|
|
+ ```
|
|
|
+
|
|
|
+### `Consumer API`
|
|
|
+
|
|
|
+- offset维护
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ Consumer消费数据时的可靠性是很容易保证的,因为数据在Kafka中是持久化的,故不用担心数据丢失问题。
|
|
|
+ 为了使我们能够专注于自己的业务逻辑,Kafka提供了自动提交offset的功能。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ 虽然自动提交offset十分简洁便利,但由于其是基于时间提交的,开发人员难以把握offset提交的时机。
|
|
|
+ 因此Kafka还提供了手动提交offset的API。手动提交offset的方法有两种:分别是commitSync(同步提交)和commitAsync(异步提交)。
|
|
|
+ 两者的相同点是,都会将本次poll的一批数据最高的偏移量提交;不同点是,commitSync阻塞当前线程,一直到提交成功,并且会自动失
|
|
|
+ 败重试(由不可控因素导致,也会出现提交失败);而commitAsync则没有失败重试机制,故有可能提交失败。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ 虽然同步提交offset更可靠一些,但是由于其会阻塞当前线程,直到提交成功。因此吞吐量会收到很大的影响。因此更多的情况下,
|
|
|
+ 会选用异步提交offset的方式。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ 无论是同步提交还是异步提交offset,都有可能会造成数据的漏消费或者重复消费。先提交offset后消费,有可能造成数据的漏消费;
|
|
|
+ 而先消费后提交offset,有可能会造成数据的重复消费。
|
|
|
+ ```
|
|
|
+- 自动提交offset
|
|
|
+ ```java
|
|
|
+ @Slf4j
|
|
|
+ public class Consumer {
|
|
|
+ public static void main(String[] args) {
|
|
|
+ Properties props = new Properties();
|
|
|
+ //kafka集群,broker-list
|
|
|
+ props.put("bootstrap.servers", "144.34.207.84:9093");
|
|
|
+ //消费者组,只要group.id相同,就属于同一个消费者组
|
|
|
+ props.put("group.id", "test");
|
|
|
+ //是否开启自动提交offset功能
|
|
|
+ props.put("enable.auto.commit", "true");
|
|
|
+ //自动提交offset的时间间隔
|
|
|
+ props.put("auto.commit.interval.ms", "100000");
|
|
|
+ //key,value反序列化
|
|
|
+ props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
|
|
|
+ SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
|
|
|
+
|
|
|
+ // 订阅主题
|
|
|
+ consumer.subscribe(Arrays.asList("test"));
|
|
|
+ while (true) {
|
|
|
+ // 拉取数据
|
|
|
+ ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000L));
|
|
|
+ // 消费数据
|
|
|
+ for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
|
|
|
+ log.info("{},offset={},key={},value={}", sdf.format(new Date()), record.offset(), record.key(), record.value());
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ ```
|
|
|
+- 手动提交offset
|
|
|
+ ```java
|
|
|
+ @Slf4j
|
|
|
+ // 同步
|
|
|
+ public class Consumer {
|
|
|
+ public static void main(String[] args) {
|
|
|
+ Properties props = new Properties();
|
|
|
+ //kafka集群,broker-list
|
|
|
+ props.put("bootstrap.servers", "144.34.207.84:9093");
|
|
|
+ //消费者组,只要group.id相同,就属于同一个消费者组
|
|
|
+ props.put("group.id", "test");
|
|
|
+ //关闭自动提交offset
|
|
|
+ props.put("enable.auto.commit", "false");
|
|
|
+ //key,value反序列化
|
|
|
+ props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
|
|
|
+ SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
|
|
|
+
|
|
|
+ // 订阅主题
|
|
|
+ consumer.subscribe(Arrays.asList("test"));
|
|
|
+ while (true) {
|
|
|
+ // 拉取数据
|
|
|
+ ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000L));
|
|
|
+ // 消费数据
|
|
|
+ for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
|
|
|
+ log.info("{},offset={},key={},value={}", sdf.format(new Date()), record.offset(), record.key(), record.value());
|
|
|
+ }
|
|
|
+ //同步提交,当前线程会阻塞直到offset提交成功
|
|
|
+ consumer.commitSync();
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ ```java
|
|
|
+ @Slf4j
|
|
|
+ // 异步
|
|
|
+ public class Consumer {
|
|
|
+ public static void main(String[] args) {
|
|
|
+ Properties props = new Properties();
|
|
|
+ //kafka集群,broker-list
|
|
|
+ props.put("bootstrap.servers", "144.34.207.84:9093");
|
|
|
+ //消费者组,只要group.id相同,就属于同一个消费者组
|
|
|
+ props.put("group.id", "test");
|
|
|
+ //关闭自动提交offset
|
|
|
+ props.put("enable.auto.commit", "false");
|
|
|
+ //key,value反序列化
|
|
|
+ props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
|
|
|
+ SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
|
|
|
+
|
|
|
+ // 订阅主题
|
|
|
+ consumer.subscribe(Arrays.asList("test"));
|
|
|
+ while (true) {
|
|
|
+ // 拉取数据
|
|
|
+ ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000L));
|
|
|
+ // 消费数据
|
|
|
+ for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
|
|
|
+ log.info("{},offset={},key={},value={}", sdf.format(new Date()), record.offset(), record.key(), record.value());
|
|
|
+ }
|
|
|
+ //异步提交
|
|
|
+ consumer.commitAsync(new OffsetCommitCallback() {
|
|
|
+ @Override
|
|
|
+ public void onComplete(Map<TopicPartition, OffsetAndMetadata> offsets, Exception exception) {
|
|
|
+ if (exception != null) {
|
|
|
+ log.error("Commit failed for {}", offsets, exception);
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ });
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ ```
|
|
|
+- 自定义存储offset
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ offset除了可以存储在zookeeper或者内置的topic中。Kafka还可以选择自定义存储offset。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ offset的维护是相当繁琐的,因为需要考虑到消费者的Rebalace。当有新的消费者加入消费者组、已有的消费者退出消费者组
|
|
|
+ 或者所订阅的主题的分区发生变化,就会触发到分区的重新分配,重新分配的过程叫做Rebalance。
|
|
|
+ ---
|
|
|
+ 消费者发生Rebalance之后,每个消费者消费的分区就会发生变化。因此消费者要首先获取到自己被重新分配到的分区,并且定
|
|
|
+ 位到每个分区最近提交的offset位置继续消费。要实现自定义存储offset,需要借助ConsumerRebalanceListener,以下
|
|
|
+ 为示例代码,其中提交和获取offset的方法,需要根据所选的offset存储系统自行实现。
|
|
|
+ ```
|
|
|
+ ```java
|
|
|
+ @Slf4j
|
|
|
+ public class CustomConsumer {
|
|
|
+ private static Map<TopicPartition, Long> currentOffset = new HashMap<>();
|
|
|
+
|
|
|
+ public static void main(String[] args) {
|
|
|
+ //创建配置信息
|
|
|
+ Properties props = new Properties();
|
|
|
+ //kafka集群,broker-list
|
|
|
+ props.put("bootstrap.servers", "144.34.207.84:9093");
|
|
|
+ //消费者组,只要group.id相同,就属于同一个消费者组
|
|
|
+ props.put("group.id", "test");
|
|
|
+ //关闭自动提交offset
|
|
|
+ props.put("enable.auto.commit", "false");
|
|
|
+ //Key和Value的反序列化类
|
|
|
+ props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
|
|
|
+ //创建一个消费者
|
|
|
+ KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
|
|
|
+ SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
|
|
|
+ //消费者订阅主题
|
|
|
+ consumer.subscribe(Arrays.asList("test"), new ConsumerRebalanceListener() {
|
|
|
+ //该方法会在Rebalance之前调用
|
|
|
+ @Override
|
|
|
+ public void onPartitionsRevoked(Collection<TopicPartition> partitions) {
|
|
|
+ commitOffset(currentOffset);
|
|
|
+ }
|
|
|
+
|
|
|
+ //该方法会在Rebalance之后调用
|
|
|
+ @Override
|
|
|
+ public void onPartitionsAssigned(Collection<TopicPartition> partitions) {
|
|
|
+ currentOffset.clear();
|
|
|
+ for (TopicPartition partition : partitions) {
|
|
|
+ //定位到最近提交的offset位置继续消费
|
|
|
+ consumer.seek(partition, getOffset(partition));
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ });
|
|
|
+ while (true) {
|
|
|
+ //消费者拉取数据
|
|
|
+ ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000L));
|
|
|
+ //消费数据
|
|
|
+ for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
|
|
|
+ log.info("{},offset={},key={},value={}", sdf.format(new Date()), record.offset(), record.key(), record.value());
|
|
|
+ currentOffset.put(new TopicPartition(record.topic(), record.partition()), record.offset());
|
|
|
+ }
|
|
|
+ //异步提交
|
|
|
+ commitOffset(currentOffset);
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+
|
|
|
+ //获取某分区的最新offset
|
|
|
+ private static long getOffset(TopicPartition partition) {
|
|
|
+ return 0;
|
|
|
+ }
|
|
|
+
|
|
|
+ //提交该消费者所有分区的offset
|
|
|
+ private static void commitOffset(Map<TopicPartition, Long> currentOffset) {
|
|
|
+ }
|
|
|
+ }
|
|
|
+ ```
|
|
|
+
|
|
|
+### `自定义Interceptor`
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|
|
+
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|
+## kafka监控
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|
+## flume对接kafka
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## 参考链接
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