Kafka

使用java程序或者插件工具连接kafka服务器时,超时?

1.修改配置文件:

2.重启kafka

一、Kafka的一些基本概念

生产者向topic发送消息,消息顺序存储在kafka的日志文件当中。消费者从最后一条消息的下一条或者最开始那一条进行消费。

二、单播消息、多播消息

单播消息:一个消费组中只有一个消费者能得到topic中的消息。

多播消息:不同的消费组订阅同一个topic,那么【每一个消费组】中都能【有且仅有一个】消费者得到消息

三、主题和分区

1.topic主题在kafka中是一个逻辑概念。kafka通过topic将消息进行分类。

2.如果topic对应日志文件中的数量过多,kafka提出了分区的概念:partition

分区的好处?

1.解决统一存储文件过大的问题

2.加大读写的吞吐量

kafka的默认分区是干啥的?

kafka有五十个默认分区(_consumer_offsets-xxxx),存储消费者消费某个主题的偏移量。

  • 消息提交到哪个分区? hash(consumerGroupId)% _consumer_offsets主题的分区数
  • 提交了什么数据? key是consumerGroupId + topic+分区号。 value是offset

四、副本

1.有了kafka集群才有了副本的概念。

2.副本相当于是分区的备份。

由上图可见:

1.topic有两个分区:my-replicated-topic _0. my-replicated-topic _1

2.my-replicated-topic _0在每个borker上都有,只不过在broker2上才是leader,读写都在broker2上

3.my-replicated-topic _1在每个borker上都有,只不过在broker0上才是leader,读写都在broker0上

五、集群消费

1.topic中一个分区的消息只能 被一个消费组中的一个消费者消费 比如:Partition0的消息只能被GroupA中的 Consumer1或Consumer2消费 或者 GroupB中的 Consumer3、 Consumer4、 Consumer5、 Consumer6其中之一消费。 目的是为了保证消费的顺序性。但是总的partition消费的顺序得不到保证

2.Group中的消费者 不能大于 topic中的分区,否则多余的消费者消费不到

六、同步、异步发送消息

同步:如果发送者发送完消息没有收到ack,生产者会阻塞,阻塞三秒,然后进行重试 ,重试三次。
ack有三种配置:

  • ack=0: Kafka-ckuster 不需要任何broker收到消息,就立即返回ack给生产者,最容易丢消息但是效率是最高的
  • ack=1(默认):多副本之间的leader已经收到消息,并将消息写入到本地的log当中,才返回ack给生产者,性能和安全性是最均衡的
  • ack=-1/all :min.insyncc.replicas=1 则表示需要一个leader和一个follower同步完成之后,才会返回ack给生产者。

异步:生产者发送完消息之后就可以进行后面的业务逻辑,broker收到消息后会异步调用生产者提供的callback方法

七、消息发送缓冲区

  • kafka会默认创建一个存放消息的缓冲区,生产者发送消息先发到缓冲区里。默认大小为32MB
  • kafka本地线程会去缓冲区里拉取16KB的数据,发送到broker
  • 如果拉取不到16k的数据,间隔10ms也会将已经拉到的数据发送到broker

八、 消费者offset的自动提交和手动提交

  • 自动提交:消费者poll下来消息以后就会自动提交offset
  • 手动提交:
    • 同步提交:消费者消费完消息后调用同步提交的方法,当集群返回ack前一直阻塞,返回ack表示提交成功,执行之后的逻辑。
    • 异步提交:消费者消费完消息后,不需要等待集群的ack,直接执行后面的逻辑。可以设置一个回调方法,供集群调用。

九、 长轮询poll消息

  • 默认情况下。消费者一次会poll 500条消息。
  • 代码中设置了长轮询的时间是1000毫秒
    • 如果一次poll到了五百条,则直接执行for循环
    • 如果这一次没有poll到500条,且时间在一秒之内,那么则直接执行for循环
    • 如果多次都没有poll到500条,且一秒时间到了,那么直接执行for循环
  • 如果 两次poll的时间间隔超过30s,集群会认为该消费者的消费能力过弱,将其踢出消费组,触发rebalance机制,rebalance机制会造成性能开销。

十、Kafka集群中的controller、rebalance、HW

1.controller

  • controller的选举机制:每个broker新建的时候会尝试在zookeeper中尝试创建一个新节点 /controller。 第一个成功创建该节点的broker会被选举为controller
  • controller挂掉了怎么办:zookeeper通过watch机制感知到并删除临时的/controller节点后,存活的broker会开始竞选新的控制器身份。
  • controller的作用是什么?
    • 当集群中有一个副本的leader挂掉,controller会在集群中选择一个新的leader,选举的规则是从isr集合的最左边获取。
    • 当集群中的broker增加或减少时,将信息同步给其他broker
    • 当集群中的分区增加或减少时,将信息同步给其他broker

2.rebanlance机制

  • rebanlance机制是指【消费组内消费者】均衡消费topic分区的方式。
  • 什么时候会触发rebanlance机制?
    • 消费组成员发生变更
    • 消费者无法在指定时间内完成消息的消费
    • Topic的分区发生了变化

3.HW和LEO

详细讲解:https://cloud.tencent.com/developer/article/2434506

HW「hight weight」: 是一个offset的值,他表示offset小于HW消息可以被消息,offset大于HW的值不能被消费

LEO (log-end-offset):是offset中的最后一个值,新消息进来的那个offset

每一个broker都有自己的HW和LEO,leader的HW和LEO作为整个分区的HW和LEO。leader还保存了其他follower的HW和LEO。

十一、Kafka线上问题优化:

1.如何防止消息丢失?

  • 生产者
    • 什么时候会丢失消息? 异步发送 或者ack为0
    • 设置发送方式为同步发送,并设置ack为1或者all
    • 设置发送失败重试机制
  • 消费者
    • 什么时候消息会丢失? 设置offset为自动提交
    • 设置offset为手动提交,即消费完消息后再提交offset。(如果消息消费完了,没有提交offset消费者挂了,可能会造成重复消费)

2.如何防止重复消费?

  • 什么场景下会重复消费?
    • 消费者在消费完消息后,在提交offset之前挂掉了。
    • 消费者处理业务逻辑时间超长,会触发kafka的Rebanlance机制,会踢掉消费能力较弱的消费者导致提交offset失败。
  • 解决方案?
    • 提高消息处理的性能或者将消息的处理超时时间变长一些
    • 使用联合主键在数据库层面避免重复消费
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