Kafka 消费积压影响写入?试试 Pulsar

1. Pulsar 特性

Apache Pulsar 的设计背景,是雅虎为了替代团队内部多个业务线搭建小规模 Kafka 集群,带来的维护成本,于2012年开源。

因此 Pulsar 的多租户和集群容灾是所有开源MQ中最好的。

Pulsar 支持最全的消息队列 API,支持复杂业务场景。

1.1 极限性能

单分区 topic 写性能极限测试。

  1. 低延迟:单条同步发送,生产者发送一条消息收到回包,仅需0.3ms,服务端完成 2 副本持久化到磁盘。

  2. 高吞吐:赞批发送,单客户端单线程,可实现150万写QPS

线上 Pulsar 集群端到端读写延迟P99耗时监控如下,平均延迟再10ms以下,最高 P99 耗时再 20ms 以内:

1.2 长期存储

Pulsar 使用 SSD 磁盘存储热数据,冷数据存储在S3,Pulsar分层存储的实现原理是:

  1. 卸载阈值:Topic 的数据随着时间,生成很多 Segment,当 Segment 关闭时,触发上传 S3,已经上传完的Segment不删除,消费者可优先从磁盘读取数据进行消费,性能更好。

  2. 热数据删除阈值:到达热数据删除阈值后,本地磁盘上的 Segment 数据被删除,消费者只能从S3消费数据。此阈值支持按业务属性个性化配置。

  3. 数据过期阈值:即数据的保存周期,当 Segment 到达保存阈值后,删除S3上的Segment。

使用注意事项

  1. 冷数据消费性能上限:默认超过4小时的数据,需要从S3拉取,单分区读性能上限:60MB/s,可通过扩展分区数线性扩展冷数据消费能力。

  2. 支持个性化配置:分层存储的热数据阈值、数据过期阈值支持自定义配置,支持关闭分层存储

1.3 延迟队列

目前智汇云内部 Pulsar 版本对应 Apache Pulsar 4.0.x 版本,支持将延迟消息的索引持久化到磁盘,从而实现更大规模、更长延迟时间的延迟消息。

Pulsar 延迟消息的使用非常简单,普通类型 Topic 即可支持收发定时/延时消息,调用 SDK 的 API 即可发送定时/延时消息。

javascript 复制代码
//定时消息producer.newMessage()    .value(value.getBytes())    .deliverAt(timeStamp)    .send();//延时消息producer.newMessage()    .value(value.getBytes())    .deliverAfter(delayTime, TimeUnit.SECONDS)    .send();

使用延迟消息时需要注意:

  1. topic 的 TTL 自动确认时间需要比延时消息的时间更长,否则延迟消息会在TTL后自动确认,不投递给消费者。

  2. 生产者不可以使用 batch 模式发送,在创建 producer 的时候把 enableBatch 参数设为 false

  3. 消费模式仅支持使用 Shared 模式进行消费,否则会失去定时效果(Key-shared 也不支持)。

cs 复制代码
// 构建消费者Consumer<byte[]> consumer = pulsarClient.newConsumer()        .topic("persistent://pulsar-xxx/sdk_java/topic1")        .subscriptionName("sub_topic1")        // 声明消费模式为Shared(共享)模式        .subscriptionType(SubscriptionType.Shared)    .subscribe()

2. 产品特点

2.1 Serverless

按需创建资源,成本的最优解

  1. Kafka 扩缩容困难,因此需预留资源,整体磁盘利用率低

  2. Pulsar 计算节点无状态,部署在容器,按需分配资源,小流量场景可共享

  3. 服务端实现了按需秒级分配资源

租户隔离

Kafka 无租户隔离,一个用户积压数据过多,混合随机读写严重影响 broker 性能,集群里其他 topic 受影响。

Pulsar 支持为 namespace 配置资源组,不同资源组之间,计算节点broker和存储节点bookie都可以做到物理隔离。

读写IO隔离

Pulsar 中 topic 消费积压不会导致写超时,Pulsar 读写磁盘分开,写数据使用WAL磁盘,顺序写,WAL的数据会在内存中赞批刷到Ledger磁盘,数据消费时,如果没命中缓存,从Ledger磁盘读取,因此实现了读写IO隔离,互不影响。

2.2 成本优势

Pulsar 相比 Kafka 最高能达到45倍成本节约。主要得益于:

  1. Pulsar 底层按需创建资源

  2. Pulsar 按成本定价

某 topic 吞吐 100MB/s,保存 1 天,使用 Kafka 和 Pulsar,折扣前价格对比:

读写流量 带宽费用/月 存储费用/月
Kafka 100MB/s 25920 1728
Pulsar 100MB/s 864 259

案例1: 金融某业务团队之前使用MQ,吞吐是 25MB/s,在 Kafka 中,内结价10385/月,切换到Pulsar后,当前内结价228/月,成本降低约45倍。

2.3 故障容灾

Pulsar 支持跨地域复制,支持 namespace 级别和 topic 级别开启,可以实现:

  1. 无感机房迁移:业务通过域名连接集群,运维会做DNS解析替换,topic被批量unload后,客户端会自动重连,切换到新集群。

  2. 集群级别故障容灾:集群双活,数据和消费位点双向同步,当其中一个集群故障后可轻松切换到另一个集群。


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