基于Kafka2.1解读Producer原理

文章目录

  • 前言
  • [一、Kafka Producer是什么?](#一、Kafka Producer是什么?)
  • 二、主要组件
    • [1.Kafka Producer](#1.Kafka Producer)
      • [1.1 partitioner](#1.1 partitioner)
      • [1.2 keySerializer](#1.2 keySerializer)
      • [1.3 valueSerializer](#1.3 valueSerializer)
      • [1.4 accumulator](#1.4 accumulator)
      • [1.5 sender](#1.5 sender)
    • 2.Sender
      • [2.1 acks](#2.1 acks)
      • [2.2 client](#2.2 client)
      • [2.3 inFlightBatches](#2.3 inFlightBatches)
    • [3. Selector](#3. Selector)
      • [3.1 nioSelector](#3.1 nioSelector)
      • [3.2 channels](#3.2 channels)
    • [4. 全局总览](#4. 全局总览)
    • [5. 一点思考](#5. 一点思考)
  • 总结

前言

相信现在的javer对于Kafka应该都很熟悉了,不管是八股文还是工作中使用。虽然Kafka server是scala写的,但是client是java写的,所以咱们理解client的代码还是比较容易的,今天先来基于源码解读下Kafka Producer的主体流程


一、Kafka Producer是什么?

这个应该不用过多介绍了吧,我们发送消息到MQ就是通过Kafka Producer来实现的。

二、主要组件

1.Kafka Producer

1.1 partitioner

partitioner的作用是用来对发送的消息进行partition选择的,譬如msg要发送某个topic,topic里有多个partition,需要选择发往哪个partition。

如果我们发送消息时设置了partition key,那么就按照partition key进行hash,然后选择发送的partition

如果没有设置partition key,那么就默认使用轮询的方式来选择partition

1.2 keySerializer

顾名思义,就是对key进行序列化的工具类。因为我们的数据需要发送到网络里,所以数据必须序列化成二进制,所以需要进行序列化

1.3 valueSerializer

同上,和keySerializer类似的作用

1.4 accumulator

accumulator是比较重要的一个组件,主要功能包括:

  1. 选择/创建需要append数据的batch
  2. 把msg添加到该batch里面,获得batch里produceFuture

1.5 sender

sender是真正执行消息发送的组件,主要功能包括:

  1. 把可以发送的batch,组装成clientRequest,给底层的nioSelector注册写事件
  2. nioSelector处理读写事件,写事件处理时,将消息发送出去,更新batch的produceFuture让accumulator感知到消息发送结果
  3. 以下详细讲讲Sender的流程

2.Sender

2.1 acks

acks是用来描述msg发送要怎样才能确认发送成功。

"-1":全部副本应答,默认值

"0":不需要任何应答,这种情况发送完立马认为发送成功

"1":leader副本应该即认为发送成功

2.2 client

接口是KafkaClient,实现类是NetWorkClient

  1. send:

    记录当前发送中的request=》inFlightRequests,
    调用Selector进行消息发送

  2. poll:

    调用Selector进行写事件处理:发送消息
    清理一些数据:处理inFlightRequests
    执行回调:handleProduceResponse:producerBatch.complete=》会更新batch里的produceFuture

2.3 inFlightBatches

记录当前当前正在被发送的batch

java 复制代码
Map<TopicPartition, List<ProducerBatch>> inFlightBatches;

可以看到该Map的value是list类型,保证了同一个partition中的batch数据有序性

3. Selector

其实Selector的作用上面已经描述了,就是基于partition的node找到对应的channel,执行写事件注册和真实的消息发送

3.1 nioSelector

这个应该不用详细讲了,学过NIO的同学都知道,java的NIO Selector可以进行读写事件处理,就是通过selector的select方法,找到可处理的keys,然后基于不同的keys,拿到对应的channel,往channel写数据或者从channel读数据

3.2 channels

该channel是Kafka对java的channel进行的封装,得到的KafkaChannel,其实能够实现的功能就是暂存下可发送消息,以及调用java的channel 发送数据。此处是保存partition node和channel的映射关系。

4. 全局总览

5. 一点思考

为什么Producer要分为accumulator和sender这两个重要组件呢?

为啥不像我们写业务代码一样,把消息append到batch里面之后,就直接发送消息?

答案是:功能定位不同,面对的处理对象也不同,所以解耦最合适。

accumulator的功能是追加消息 ;Sender的功能是网络发送消息

追加消息,面对的处理对象是消息;而网络发送消息,面对的处理对象是partition node,也就是创建网络连接的节点。

为了增加消息发送吞吐量,中间引入了batch。

所以把「追加消息」和「网络发送消息」分开让两个不同组件来处理,在功能的实现上进行解耦~


总结

Kafka的消息发送其实就是一个RPC的过程,有自己的网络协议、消息协议、消息序列化方式、数据批量发送(增加吞吐量)、超时处理、底层网络模型。

不过Producer对于batch的复用,其实还是有一定的厉害之处的,等下次有空分析下~

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