Kafka3.0.0版本——消费者(Range分区分配策略以及再平衡)

目录

一、Range分区分配策略原理

  • Range 是对每个 topic 而言的。首先对同一个 topic 里面的分区按照序号进行排序,并对消费者按照字母顺序进行排序。

1.1、Range分区分配策略原理的示例一

假如现在有 4 个分区,3 个消费者,排序后的分区将会是0,1,2,3;消费者排序完之后将会是C1,C2,C3。

  • 通过 partitions数/consumer数 来决定每个消费者应该消费几个分区。 如果除不尽,那么前面几个消费者将会多消费 1 个分区。
  • 例如:4/3 = 1 余 1 ,除不尽,那么消费者C1便会多消费1个分区。

1.2、Range分区分配策略原理的示例二

假如现在有 5 个分区,3 个消费者,排序后的分区将会是0,1,2,3,4;消费者排序完之后将会是C1,C2,C3。

  • 通过 partitions数/consumer数 来决定每个消费者应该消费几个分区。 如果除不尽,那么前面几个消费者将会多消费 1 个分区。
  • 例如:5/3 = 1 余 2 ,除不尽,那么消费者么C1和C2分别多消费一个分区。

1.3、Range分区分配策略原理的示例注意事项

  • 如果只是针对 1 个 topic 而言,C1消费者多消费1个分区影响不是很大。但是如果有N多个topic,那么针对每个 topic,消费者 C1都将多消费 1 个分区,topic越多,C1消费的分区会比其他消费者明显多消费 N 个分区。 容易产生数据倾斜!

二、Range 分区分配策略代码案例

2.1、创建带有4个分区的fiveTopic主题

  • 在 Kafka 集群控制台,创建带有4个分区的fiveTopic主题

    java 复制代码
    bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server 192.168.136.27:9092 --create --partitions 4 --replication-factor 1 --topic fiveTopic

2.2、创建三个消费者 组成 消费者组

  • 复制 CustomConsumer1类,创建 CustomConsumer2和CustomConsumer3。这样可以由三个消费者组成消费者组,组名都为"test"。

    java 复制代码
    package com.xz.kafka.consumer;
    
    import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
    import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
    import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
    import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
    import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
    
    import java.time.Duration;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Properties;
    
    public class CustomConsumer1 {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            // 0 配置
            Properties properties = new Properties();
    
            // 连接 bootstrap.servers
            properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"192.168.136.27:9092,192.168.136.28:9092,192.168.136.29:9092");
    
            // 反序列化
            properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
            properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
    
            // 配置消费者组id
            properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG,"test");
    
            // 1 创建一个消费者  "", "hello"
            KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);
    
            // 2 订阅主题 first
            ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
            topics.add("fiveTopic");
            kafkaConsumer.subscribe(topics);
    
            // 3 消费数据
            while (true){
    
                ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
    
                for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
                    System.out.println(consumerRecord);
                }
            }
        }
    }

2.3、创建生产者

  • 创建CustomProducer生产者。

    java 复制代码
    package com.xz.kafka.producer;
    
    import org.apache.kafka.clients.producer.*;
    import org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer;
    import java.util.Properties;
    
    public class CustomProducerCallback {
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
            //1、创建 kafka 生产者的配置对象
            Properties properties = new Properties();
    
            //2、给 kafka 配置对象添加配置信息:bootstrap.servers
            properties.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"192.168.136.27:9092,192.168.136.28:9092,192.168.136.29:9092");
    
            //3、指定对应的key和value的序列化类型 key.serializer value.serializer
            properties.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringSerializer.class.getName());
            properties.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,StringSerializer.class.getName());
    
            //4、创建 kafka 生产者对象
            KafkaProducer<String, String> kafkaProducer = new KafkaProducer<>(properties);
    
            //5、调用 send 方法,发送消息
            for (int i = 0; i < 200; i++) {
                kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("fiveTopic", "hello kafka" + i), new Callback() {
                    @Override
                    public void onCompletion(RecordMetadata metadata, Exception exception) {
                        if (exception == null){
                            System.out.println("主题: "+metadata.topic() + " 分区: "+ metadata.partition());
                        }
                    }
                });
                Thread.sleep(2);
            }
    
            // 3 关闭资源
            kafkaProducer.close();
        }
    }

2.4、测试

  • 首先,在 IDEA中分别启动消费者1、消费者2和消费者3代码

  • 然后,在 IDEA中分别启动生产者代码

  • 在 IDEA 控制台观察消费者1、消费者2和消费者3控制台接收到的数据,如下图所示:



2.5、Range 分区分配策略代码案例说明

  • 由上述测试输出结果截图可知: 消费者1消费2分区的数据;消费者2消费0和3分区的数据;消费者3消费2分区的数据。
  • 说明:Kafka 默认的分区分配策略就是 Range + CooperativeSticky,所以不需要修改策略。

三、Range 分区分配再平衡案例

3.1、停止某一个消费者后,(45s 以内)重新发送消息示例

  • 由下图控制台输出可知:2号消费者 消费到 0、3号分区数据。
  • 由下图控制台输出可知:3号消费者 消费到 1号分区数据。

3.2、停止某一个消费者后,(45s 以后)重新发送消息示例

  • 由下图控制台输出可知:2号消费者 消费到 0、3号分区数据。
  • 由下图控制台输出可知:3号消费者 消费到 1、2号分区数据。

3.3、Range 分区分配再平衡案例说明

  • 1号消费者挂掉后,消费者组需要按照超时时间 45s 来判断它是否退出,所以需要等待,时间到了 45s 后,判断它真的退出就会把任务分配给其他 broker 执行。
  • 消费者1 已经被踢出消费者组,所以重新按照 range 方式分配。
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