kafka消费的模式及消息积压处理方案

目录

1、kafka消费的流程

2、kafka的消费模式

2.1、点对点模式

2.2、发布-订阅模式

3、consumer消息积压

3.1、处理方案

3.2、积压量

4、消息过期失效

5、kafka注意事项
Kafka消费积压(Consumer Lag)是指消费者处理消息的速度****跟不上生产者发送消息的速度,导致消息在Kafka主题中堆积。

关于kakfa的架构图,如下所示:

更多关于kafka的介绍,参考:关于MQ之kafka的深入研究-CSDN博客https://blog.csdn.net/weixin_50055999/article/details/148535599?spm=1011.2415.3001.5331


1、kafka消费的流程

之前的章节中,介绍了kafka消息由producer通过hash函数存放到broker节点后,每个broker节点由多个topic主题组成,可水平扩展。

每个topic由多个partitin组成,partition里面的内容有顺序,跨partition无序。

对于点对点模式下:

消费组内每个消费者可以消费多个partition、同时保留offset偏移位置,保证下次消费。

对于发布订阅模式

不同消费组内的消费者可以消费同一个patition,两个消费组不受影响,各自保留彼此的offset的偏移位置。

如图所示:

在消费者消费过程的流程如下:

由上图可知:

1、每个topic里面包含多个partition。

2、每个partition里面的内容是按顺序分布的。

3、每个消费者可以消费多个partition。

4、而partition只能被一个消费者消费。

对于不同消费者组,可以共同消费同一个topic里面的消息。


2、kafka的消费模式

Kafka 的消费订阅模式取决于消费者组的配置方式,可以分为以下两种主要模式:

2.1、点对点模式

特点:一条消息只能被一个消费者消费

实现方式

  • 所有消费者属于同一个消费者组 (相同的 group.id

  • Kafka 会在组内消费者之间自动平衡分区分配

java 复制代码
// 消费者1和消费者2使用相同的group.id
Properties props = new Properties();
props.put("bootstrap.servers", "kafka:9092");
props.put("group.id", "my-consumer-group"); // 相同的组ID
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);
consumer.subscribe(Arrays.asList("test-topic"));

工作流程

  1. 假设主题有3个分区(P0, P1, P2)

  2. 如果有1个消费者,它将消费所有3个分区

  3. 如果增加第二个消费者,Kafka会重新平衡:

    • 消费者1可能获得P0和P1

    • 消费者2获得P2

  4. 消息在每个分区内有序,且只被分配给该分区的消费者消费

2.2、发布-订阅模式

特点一条消息可以被多个消费者(不同消费组)消费(本质还是点对点)

实现方式

  • 不同消费者组订阅同一个主题

  • 每个消费者组都会收到完整的消息流

java 复制代码
// 组A的消费者
Properties propsA = new Properties();
propsA.put("group.id", "group-a"); // 不同组ID
// ...其他配置
KafkaConsumer<String, String> consumerA = new KafkaConsumer<>(propsA);

// 组B的消费者
Properties propsB = new Properties();
propsB.put("group.id", "group-b"); // 不同组ID
// ...其他配置
KafkaConsumer<String, String> consumerB = new KafkaConsumer<>(propsB);

工作流程

  1. 生产者发送消息到主题

  2. 组A的所有消费者(作为一个组)会收到消息的一个副本

  3. 组B的所有消费者(作为另一个独立的组)也会收到消息的一个副本

  4. 在每个组内部,消息仍然遵循点对点模式(组内只有一个消费者收到)


3、consumer消息积压

Kafka消息积压的问题,核心原因是生产太快、消费太慢,处理速度长期失衡,从而导致消息积压(Lag)的场景,积压到超过队列长度限制,就会出现还未被消费的数据产生丢失的场景。

如果长时间不解决消息积压,可能会引发资源紧张服务延迟崩溃等问题。解决消息积压的关键是提高消费者的消费能力,并优化Kafka集群的整体处理效率。

3.1、处理方案

  1. 如果是Kafka消费能力不足,则可以考虑增加 topic 的 partition 的个数(提高kafka的并行度)同时提升消费者组的消费者数量,消费数 = 分区数 (二者缺一不可)

  2. 若是下游数据处理不及时,则提高每批次拉取的数量。批次拉取数量过少(拉取数据/处理时间 < 生产速度),使处理的数据小于生产的数据,也会造成数据积压。

方法:

  1. 增大partion数量。

  2. 消费者加了并发,服务, 扩大消费线程。

  3. 增加消费组服务数量。

  4. kafka单机升级成了集群。

  5. 避免消费者消费消息时间过长,导致超时。

  6. 使Kafka分区之间的数据均匀分布。

3.2、积压量

  • 生产量:Kafka Topic 在一个时间周期内各partition offset 起止时间差值之和。
  • 消费量:Kafka Topic 在一个时间周期内某个消费者的消费量。
  • 积压量:Kafka Topic 的某个Consumer Group残留在消息中间件未被及时消费的消息量。

4、消息过期失效

产生消息堆积,消费不及时,kafka数据有过期时间,一些数据就丢失了,主要是消费不及时。

当出现这种现象的时候,可参考以下经验,进行规避:

  1. 消费kafka消息时,应该尽量减少每次消费时间,可通过减少调用三方接口、读库等操作,

从而减少消息堆积的可能性。

  1. 如果消息来不及消费,可以先存在数据库中,然后逐条消费(可以保存消费记录,方便定位问题)。

  2. 每次接受kafka消息时,先打印出日志,包括消息产生的时间戳。

  3. kafka消息保留时间(修改kafka配置文件, 默认一周)

  4. 任务启动从上次提交offset处开始消费处理


5、kafka注意事项

  1. 由于Kafka消息key设置,在Kafka producer处,给key加随机后缀,使其均衡。

  2. 数据量很大,合理的增加Kafka分区数是关键。

Kafka分区数是Kafka并行度调优的最小单元,如果Kafka分区数设置的太少,

会影响Kafka consumer消费的吞吐量. 如果利用的是Spark流和Kafka direct approach方式,

也可以对KafkaRDD进行repartition重分区,增加并行度处理.


参考文章:

1、Kafka如何处理大量积压消息_kafka消息堆积过多了怎么办-CSDN博客https://blog.csdn.net/AlbenXie/article/details/128300018?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522dcefb6fbf11572c5ef4526b40c68a37c%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=dcefb6fbf11572c5ef4526b40c68a37c&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_click~default-1-128300018-null-null.142^v102^pc_search_result_base1&utm_term=kafka%E6%B6%88%E6%81%AF%E7%A7%AF%E5%8E%8B%E6%80%8E%E4%B9%88%E5%A4%84%E7%90%86&spm=1018.2226.3001.4187

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