消息中间件与kafka(二)

Kafka简介

Kafka是一个分布式的基于发布/订阅模式的消息队列(Message Queue)。

1)Apache Kafka是一个开源消息系统,由Scala写成。是由Apache软件基金会开发的一个开源消息系统项目。

2)Kafka最初是由LinkedIn公司开发,并于2011年初开源。2012年10月从Apache Incubator毕业。该项目的目标是为处理实时数据提供一个统一、高通量、低等待的平台。

3)Kafka是一个分布式消息队列。Kafka对消息保存时根据Topic进行归类,发送消息者称为Producer,消息接受者称为Consumer,此外kafka集群有多个kafka实例组成,每个实例(server)成为broker。

4)无论是kafka集群,还是producer和consumer都依赖于zookeeper集群保存一些meta信息,来保证系统可用性。

消息中间件与kafka(二)_第1张图片

Kafka 基础架构

消息中间件与kafka(二)_第2张图片

  • Producer :消息生产者,就是向 kafka broker 发消息的客户端;
  • Consumer :消息消费者,向 kafka broker 取消息的客户端;
  • Consumer Group (CG ):消费者组,由多个 consumer 组成。 消费者组内每个消费者负责消费不同分区的数据,一个分区只能由一个 组内 消费者消费;消费者组之间互不影响。所有的消费者都属于某个消费者组,即 消费者组是逻辑上的一个订阅者。
  • Broker :一台 kafka 服务器就是一个 broker。一个集群由多个 broker 组成。一个 broker可以容纳多个 topic。
  • Topic :可以理解为一个队列, 生产者和消费者面向的都是一个 topic;
  • Partition :为了实现扩展性,一个非常大的 topic 可以分布到多个 broker(即服务器)上,一个 topic 可以分为多个 partition,每个 partition 是一个有序的队列;
  • Replica: :副本,一个topic可以多个分区partition,一个 topic 的每个分区都有若干个副本,leader 和若干个 follower,每个分区都可以保留副本。                                                                                                                                                                                   这样保证了集群中的某个节点发生故障时,该节点上的 partition 数据不丢失,且 kafka 仍然能够继续工作,被称作kafka 的副本机制。
  • leader :每个分区多个副本的“主”,生产者发送数据的对象,以及消费者消费数据的对象都是 leader。
  • follower :每个分区多个副本中的“从”,实时从 leader 中同步数据,保持和 leader 数据的同步。leader 发生故障时,某个 follower 会成为新的 follower。

 

Kafka工作原理 

  • 副本策略

Kafka每个主题的多个分区日志分布式地存储在Kafka集群上,同时为了故障容错,每个分区都会以副本的方式复制到多个消息代理节点上。其中一个节点会作为主副本(Leader),其他节点作为备份副本(Follower,也叫作从副本)。主副本会负责所有的客户端读写操作,备份副本仅仅从主副本同步数据。当主副本出现故障时,备份副本中的一个副本会被选择为新的主副本。因为每个分区的副本中只有主副本接受读写,所以每个服务器端都会作为某些分区的主副本,以及另外一些分区的备份副本,这样Kafka集群的所有服务端整体上对客户端是负载均衡的。

  • Kafka的生产者和消费者相对于服务器端而言都是客户端。

Kafka生产者客户端发布消息到服务端的指定主题,会指定消息所属的分区。生产者发布消息时根据消息是否有键,采用不同的分区策略。

消息没有键时,通过轮询方式进行客户端负载均衡;消息有键时,根据分区语义(例如hash)确保相同键的消息总是发送到同一分区。

  • Kafka的消费者通过订阅主题来消费消息,并且每个消费者都会设置一个消费组名称。

因为生产者发布到主题的每一条消息都只会发送给消费者组的一个消费者。

所以,如果要实现传统消息系统的“队列”模型,可以让每个消费者都拥有相同的消费组名称,这样消息就会负责均衡到所有的消费者;

如果要实现“发布-订阅”模型,则每个消费者的消费者组名称都不相同,这样每条消息就会广播给所有的消费者。

  • 分区是消费者现场模型的最小并行单位。

如下图(图1)所示,生产者发布消息到一台服务器的3个分区时,只有一个消费者消费所有的3个分区。在下图(图2)中,3个分区分布在3台服务器上,同时有3个消费者分别消费不同的分区。假设每个服务器的吞吐量时300MB,在下图(图1)中分摊到每个分区只有100MB,而在下图(图2)中,集群整体的吞吐量有900MB。可以看到,增加服务器节点会提升集群的性能,增加消费者数量会提升处理性能。

同一个消费组下多个消费者互相协调消费工作,Kafka会将所有的分区平均地分配给所有的消费者实例,这样每个消费者都可以分配到数量均等的分区。Kafka的消费组管理协议会动态地维护消费组的成员列表,当一个新消费者加入消费者组,或者有消费者离开消费组,都会触发再平衡操作。

消息中间件与kafka(二)_第3张图片

  • 消费者消费消息的有序与无序

Kafka的消费者消费消息时,只保证在一个分区内的消息的完全有序性,并不保证同一个主题汇中多个分区的消息顺序。而且,消费者读取一个分区消息的顺序和生产者写入到这个分区的顺序是一致的。

比如,生产者写入“hello”和“Kafka”两条消息到分区P1,则消费者读取到的顺序也一定是“hello”和“Kafka”。如果业务上需要保证所有消息完全一致,只能通过设置一个分区完成,但这种做法的缺点是最多只能有一个消费者进行消费。

一般来说,只需要保证每个分区的有序性,再对消息假设键来保证相同键的所有消息落入同一分区,就可以满足绝大多数的应用。

 

消息中间件与kafka(二)_第4张图片

 消息中间件与kafka(二)_第5张图片

 

Kafka 架构深入

3.1 Kafka 工作流程及文件存储机制

Kafka 中消息是以 topic 进行分类的,生产者生产消息,消费者消费消息,都是面向 topic的。

topic 是逻辑上的概念,而 partition 是物理上的概念,每个 partition 对应于一个以topic为名字后缀是_数字的文件夹,该文件中log文件中存储的就是 producer 生产的数据。

Producer 生产的数据会被不断追加到该log 文件末端,且每条数据都有自己的 offset。

消费者组中的每个消费者,都会实时记录自己消费到了哪个 offset,以便出错恢复时,从上次的位置继续消费。

消息中间件与kafka(二)_第6张图片

 

由于生产者生产的消息会不断追加到 log 文件末尾,为防止 log 文件过大导致数据定位效率低下,Kafka 采取了分片和 索引机制,将每个 partition 分为多个 segment。

每个 segment对应两个文件——“.index”文件和“.log”文件。这些文件位于一个文件夹下,该文件夹的命名规则为:topic 名称+分区序号。

例如,first 这个 topic 有三个分区,则其对应的文件夹为 first-0,first-1,first-2。index 和 log 文件以当前 segment 的第一条消息的 offset 命名。“.index”文件存储大量的索引信息,“.log”文件存储大量的数据,索引文件中的元
数据指向对应数据文件中 message 的物理偏移地址。

00000000000000000000.index
00000000000000000000.log
00000000000000170410.index
00000000000000170410.log
00000000000000239430.index
00000000000000239430.log

消息中间件与kafka(二)_第7张图片

3.2 Kafka 生产者

3.2.1 分区策略

1分区的原因

(1) 方便在集群中扩展,每个 Partition 可以通过调整以适应它所在的机器,而一个 topic又可以有多个 Partition 组成,因此整个集群就可以适应任意大小的数据了;

(2) 可以提高并发,因为可以以 Partition 为单位读写了。

2 分区的原则

我们需要将 producer 发送的数据封装成一个 ProducerRecord 对象。

 

  • 指明 partition 的情况下,直接将指明的值直接作为 partiton 值;
  • 没有指明 partition 值但有 key 的情况下,将 key 的 hash 值与 topic 的 partition数进行取余得到 partition 值;
  • 既没有 partition 值又没有 key 值的情况下,第一次调用时随机生成一个整数(后面每次调用在这个整数上自增),将这个值与 topic 可用的 partition 总数取余得到 partition值,也就是常说的 round-robin 算法。

3.2.2 数据可靠性保证

从 ISR,HW,leader 选举以及持久性保证 Kafka的数据可靠性 。

为保证 producer 发送的数据,能可靠的发送到指定的 topic,topic 的每个 partition 收到
producer 发送的数据后,都需要向 producer 发送 ack(acknowledgement 确认收到),如果producer 收到 ack,就会进行下一轮的发送,否则重新发送数据。

消息中间件与kafka(二)_第8张图片

 

副本数据同步策略

总共可选4种方案

  1. leader完成同步就, 就发送 ack
  2. 半数以上完成同步 , 就发送 ack
  3. 全部完成同步,才发送ack
  4. 先选出能参与决策的副本节点,然后这些节点全部完成同步,才发送ack。

Kafka 选择了第4种方案,原因如下:

1.同样为了容忍n台节点的故障,第3种方案需要 2n+1 个副本,而第二种方案只需要 n+1个副本,而 Kafka 的每个分区都有大量的数据,第一种方案会造成大量数据的冗余。

2.虽然第3种方案的网络延迟会比较高,但网络延迟对 Kafka 的影响较小。

3.虽然第3种方案很好,但是存在某一或多个“拉后腿”的节点,所以把他们提出决策委员会,由剩下的做出全部同意的决策才发出ACK。

ISR--副本同步队列

所有的副本(replicas)统称为 Assigned Replicas,即 AR。ISR 是 AR 中的一个子集,由 leader 维护 ISR 列表,follower 从 leader 同步数据有一些延迟

(包括延迟时间 replica.lag.time.max.ms 和延迟条数 replica.lag.max.messages 两个维度, 当前最新的版本 0.10.x 中只支持 replica.lag.time.max.ms 这个维度),

任意一个超过阈值都会把 follower 剔除出 ISR, 存入 OSR(Outof-Sync Replicas)列表,新加入的 follower 也会先存放在 OSR 中。AR=ISR+OSR。

采用[全部完成同步,才发送ack]方案之后,设想以下情景:

leader 收到数据,所有 follower 都开始同步数据,但有一个 follower,因为某种故障,迟迟不能与 leader 进行同步,那 leader 就要一直等下去,直到它完成同步,才能发送 ack。这个问题怎么解决呢?

Leader 维护了一个动态的 in-sync replica set (ISR),意为和 leader 保持同步的 follower 集合。当 ISR 中的 follower 完成数据的同步之后,leader 就会给 follower 发送 ack。

如果 follower长 时 间 未 向 leader 同 步 数 据 , 则 该 follower 将 被 踢 出 ISR , 该 时 间 阈 值 由replica.lag.time.max.ms 参数设定。而Leader 发生故障之后,就会从 ISR 中选举新的 leader。

为什么Kafka 0.10.x 版本后移除了replica.lag.max.messages参数

Kafka 0.10.x 版本后移除了 replica.lag.max.messages 参数,只保留了 replica.lag.time.max.ms 作为 ISR 中副本管理的参数。为什么这样做呢?
replica.lag.max.messages 表示当前某个副本落后 leaeder 的消息数量超过了这个参数的值,那么 leader 就会把 follower 从 ISR 中删除。
假设设置 replica.lag.max.messages=4,那么如果 producer 一次传送至 broker 的消息数量都小于 4 条时,因为在 leader 接受到 producer 发送的消息之后而 follower 副本开始拉取这些消息之前
,follower 落后 leader 的消息数不会超过 4 条消息,故此没有 follower 移出 ISR,所以这时候 replica.lag.max.message 的设置似乎是合理的。 但是 producer 发起瞬时高峰流量,producer 一次发送的消息超过 4 条时,也就是超过 replica.lag.max.messages,此时 follower 都会被认为是与 leader 副本不同步了,从而被踢出了 ISR。 但实际上这些 follower 都是存活状态的且没有性能问题。那么在之后追上 leader, 并被重新加入了 ISR。 于是就会出现它们不断地剔出 ISR 然后重新回归 ISR,这无疑增加了无谓的性能损耗。而且这个参数是 broker 全局的。 设置太大了,影响真正“落后”follower 的移除;设置的太小了,导致 follower 的频繁进出。无法给定一个合适的 replica.lag.max.messages 的值,故此,新版本的 Kafka 移除了这个参数。

 消息中间件与kafka(二)_第9张图片

 

LEO是LogEndOffset 的缩写,表示每个 partition 的 log 最后一条 Message 的位置。 HW 是HighWatermark 的缩写,取一个 partition 对应的 ISR 中最小的 LEO 作为 HW,consumer 最多只能消费到 HW 所在的位置。(木桶原理)

另外每个 replica 都有 HW,leader 和 follower 各自负责更新自己的 HW 的状态。

对于 leader 新写入的消息,consumer 不能立刻消费,leader 会等待该消息被所有 ISR 中的 replicas 同步后更新 HW,此时消息才能被 consumer 消费。

这样就保证了如果 leader 所在的 broker 失效,该消息仍然可以从新选举的 leader 中获取。对于来自内部 broker 的读取请求,没有 HW 的限制。

ack 应答机制

对于某些不太重要的数据,对数据的可靠性要求不是很高,能够容忍数据的少量丢失,所以没必要等 ISR 中的 follower 全部接收成功。

所以 Kafka 为用户提供了三种可靠性级别,用户根据对可靠性和延迟的要求进行权衡,

选择以下的配置。

acks 参数配置:

acks=0:producer 不等待 broker 的 ack,这一操作提供了一个最低的延迟,broker 一接收到还没有写入磁盘就已经返回,当 broker 故障时有可能 丢失数据;

acks=1:producer 等待 broker 的 ack,partition 的 leader 落盘成功后返回 ack,如果在 follower同步成功之前 leader 故障,那么将会 丢失数据;

acks=-1(all):producer 等待 broker 的 ack,partition 的 leader 和 follower 全部落盘成功后才返回 ack。但是如果在 follower 同步完成后,broker 发送 ack 之前,leader 发生故障,那么会造成 数据重复。

消息中间件与kafka(二)_第10张图片

故障处理 细节

1.follower 故障

    follower发生故障后会被临时踢出 ISR,待该 follower 恢复后,follower 会读取本地磁盘记录的上次的 HW,并将 log 文件高于 HW 的部分截取掉,从 HW 开始向 leader 进行同步。

等该 follower的LEO 大于等于该 Partition 的 的 HW,即 follower 追上 leader 之后,就可以重新加入 ISR 了。

2.leader 故障

    leader 发生故障之后,会从 ISR 中选出一个新的 leader,之后,为保证多个副本之间的数据一致性,其余的 follower 会先将各自的 log 文件高于 HW 的部分截掉,然后从新的 leader同步数据。

注意: 这只能保证副本之间的数据一致性,并不能保证数据不丢失或者不重复。

3.2.3数据既不重复也不丢失

  • At Least Once :将服务器的 ACK 级别设置为-1,可以保证 Producer 到 Server 之间不会丢失数据,但是不能保证数据不重复
  • At Most Once :将服务器 ACK 级别设置为 0,可以保证生产者每条消息只会被发送一次,可以保证数据不重复,但是不能保证数据不丢失

如何下游数据消费者要求数据既不重复也不丢失--Exactly Once

在 0.11 版以前的 Kafka
  只能保证数据不丢失,再在下游消费者对数据做全局去重。
  对于多个下游应用的情况,每个都需要单独做全局去重,这就对性能造成了很大影响。

0.11 版本的以后的 Kafka

  同时满足:

    • At Least Once (服务器的 ACK 级别设置为-1)
    • 幂等性(把Producer的参数中enable.idompotence 设置为 true )

  幂等性就是指 Producer 不论向 Server 发送多少次重复数据,Server 端都只会持久化一条。

  Kafka的幂等性实现其实就是将原来下游需要做的去重放在了数据上游。

  开启幂等性的 Producer 在初始化的时候会被分配一个 PID,发往同一 Partition 的消息会附带 Sequence Number。

  而Broker 端会对做缓存,当具有相同主键的消息提交时,Broker 只会持久化一条。

note:

  • 跨分区跨会话的Exactly Once:如果 PID 重启就会变化,同时不同的 Partition 也具有不同主键,所以幂等性也做不到跨分区跨会话的Exactly Once。

 

3.3 Kafka 消费者

3.3.1 消费方式

consumer 采用 pull(拉)模式从 broker 中读取数据【消费者维持一个长轮询】。push (推)模式很难适应消费速率不同的消费者,因为消息发送速率是由 broker 决定的。

它的目标是尽可能以最快速度传递消息,但是这样很容易造成 consumer 来不及处理消息,典型的表现就是拒绝服务以及网络拥塞。而 pull 模式则可以根据 consumer 的消费能力以适当的速率消费消息。

pull 模式不足之处是,如果 kafka 没有数据,消费者可能会陷入循环中,一直返回空数据。

针对这一点,Kafka 的消费者在消费数据时会传入一个时长参数 timeout,如果当前没有数据可供消费,consumer 会等待一段时间之后再返回,这段时长即为 timeout。

下面是来自《权威指南》

如果消费者群组的消费者超过主题的分区数量,那么有一部分消费者就会被闲置,不会接收到任何消息。

Kafka 消费者从属于消费者群组。一个群组里的消费者订阅的是同一个主题,每个消费者接收主题一部分分区的消息。

消息轮询是消费者 API 的核心。消费者必须持续对 Kafka 进行轮询,否则会被认为已经死亡。

在第一次调用新消费者的 poll() 方法时,它会负责查找 GroupCoordinator,然后加入群组,接受分配的分区。

 其他:

当一个消费者被关闭或发生崩溃时,它就离开群组,原本由它读取的分区将由群组里的其他消费者来读取。分区的所有权从一个消费者转移到另一个消费者,这样的行为被称为再均衡
在再均衡期间,消费者无法读取消息,造成整个群组一小段时间的不可用。 消费者通过向被指派为群组协调器的 broker 发送心跳来维持它们和群组的从属关系以及它们对分区的所有权关系。
消费者会在轮训消息或提交偏移量时发送心跳。如果消费者停止发送心跳的时间足够长,会话就会过期,群组协调器认为它已经死亡,就会触发一次再均衡。 如果一个消费者发生崩溃,并停止读取消息,群组协调器会等待几秒钟,确认它死亡了才会触发再均衡。 当消费者要加入群组时,它会向群组协调器发送一个 JoinGroup 请求。第一个加入群组的消费者将成为
"群主"
群主从协调器那里获得群组的成员列表,并负责给每一个消费者分配分区。
分配完毕之后,群主把分配情况列表发送给群组协调器,协调器再把这些信息发送给所有消费者。每个消费者只能看到自己的分配情况。这个过程会在每次再均衡时重复发生。

 

3.3.2 分区 分配策略

一个 consumer group 中有多个 consumer,一个 topic 有多个 partition,所以必然会涉及到 partition 的分配问题,即确定那个 partition 由哪个 consumer 来消费。

Kafka 有两种分配策略 是: RoundRobinRange策略。

由参数 partition.assignment.strategy指定,默认是range策略

RoundRobin

使用RoundRobin策略有两个前提条件必须满足:

  • 同一个Consumer Group里面的所有消费者的num.streams必须相等;
  • 每个消费者订阅的主题必须相同。

所以这里假设前面提到的2个消费者的num.streams = 2。

RoundRobin策略的工作原理:将所有主题的分区组成 TopicAndPartition 列表,然后对 TopicAndPartition 列表按照 hashCode 进行排序。

val allTopicPartitions = ctx.partitionsForTopic.flatMap { case(topic, partitions) =>
  info("Consumer %s rebalancing the following partitions for topic %s: %s"
       .format(ctx.consumerId, topic, partitions))
  partitions.map(partition => {
    TopicAndPartition(topic, partition)
  })
}.toSeq.sortWith((topicPartition1, topicPartition2) => {
  /*
   * Randomize the order by taking the hashcode to reduce the likelihood of all partitions of a given topic ending
   * up on one consumer (if it has a high enough stream count).
   */
  topicPartition1.toString.hashCode < topicPartition2.toString.hashCode
})
源码

消息中间件与kafka(二)_第11张图片

Range

Range策略是对每个主题而言的,首先对同一个主题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

消费者线程排完序将会是C1, C2, C3。然后将partitions的个数除于消费者线程的总数来决定每个消费者线程消费几个分区。

如果除不尽,那么前面几个消费者线程将会多消费一个分区。

假设在消费10个分区一个主题,3个消费者线程, 10 / 3 = 3,而且除不尽,那么消费者线程 C1 将会多消费一个分区

假如我们有3个主题,分别有4个分区,那么最后分区分配的结果看起来是这样的:

  • C1 将消费 6个分区
  • C2 将消费 3个分区
  • C2 将消费 3个分区

可以看出,C1消费者线程比其他消费者线程多消费了3个分区,这就是Range strategy的一个很明显的弊端。

消息中间件与kafka(二)_第12张图片

note:当一个组消费多主题导致不均衡

3.3.3 offset 的维护

由于 consumer 在消费过程中可能会出现断电宕机等故障,consumer 恢复后,需要从故障前的位置的继续消费,所以 consumer 需要实时记录自己消费到了哪个 offset,以便故障恢复后继续消费。

消息中间件与kafka(二)_第13张图片

Kafka 0.9 版本之前:

consumer 默认将 offset 保存在 Zookeeper 中,读取offset命令如下:

bin/kafka-console-consumer.sh --topic __consumer_offsets --zookeeper hadoop102:2181 --formatter "kafka.coordinator.GroupMetadataManager\$OffsetsMessageFormatter" 
--consumer.config config/consumer.properties --from-beginning

从 0.9 版本开始:

consumer 默认将 offset 保存在 Kafka 一个内置的 topic 中,该 topic 为__consumer_offsets。也可以保存在zk中

1)修改配置文件 consumer.properties

exclude.internal.topics=false

2)读取 offset

bin/kafka-console-consumer.sh --topic __consumer_offsets --zookeeper hadoop102:2181 --formatter "kafka.coordinator.group.GroupMetadataManager\$OffsetsMessageFormatter" 
--consumer.config config/consumer.properties --from-
beginning

3.4 Kafka 高效 读写 数据
1 )顺序写磁盘
Kafka 的 producer 生产数据,要写入到 log 文件中,写的过程是一直追加到文件末端,
为顺序写。官网有数据表明,同样的磁盘,顺序写能到 600M/s,而随机写只有 100K/s。这
与磁盘的机械机构有关,顺序写之所以快,是因为其省去了大量磁头寻址的时间。
2、零copy

 消息中间件与kafka(二)_第14张图片

 

 

 图一:

缓冲区是所有I/O的基础,I/O讲的无非就是把数据移进或移出缓冲区;
进程执行I/O操作,就是向操作系统发出请求,让它要么把缓冲区的数据排干(写),要么填充缓冲区(读)。
进程发起read请求之后,内核接收到read请求之后,会先检查内核空间中是否已经存在进程所需要的数据,如果已经存在,则直接把数据copy给进程的缓冲区;
如果没有内核随即向磁盘控制器发出命令,要求从磁盘读取数据,磁盘控制器把数据直接写入内核read缓冲区,这一步通过DMA完成;
接下来就是内核将数据copy到进程的缓冲区;
如果进程发起write请求,同样需要把用户缓冲区里面的数据copy到内核的socket缓冲区里面,然后再通过DMA把数据copy到网卡中,发送出去;
I/0缓冲区

图二:

使用mmap+write方式代替原来的read+write方式,mmap是一种内存映射文件的方法,即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间,实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系;
这样就可以省掉原来内核read缓冲区copy数据到用户缓冲区,但是还是需要内核read缓冲区将数据copy到内核socket缓冲区
mmap+write方式

图三:

sendfile系统调用在内核版本2.1中被引入,目的是简化通过网络在两个通道之间进行的数据传输过程。sendfile系统调用的引入,不仅减少了数据复制,还减少了上下文切换的次数
sendfile方式

图四:

数据传送只发生在内核空间,所以减少了一次上下文切换;但是还是存在一次copy,能不能把这一次copy也省略掉,Linux2.4内核中做了改进,将Kernel buffer中对应的数据描述信息(内存地址,偏移量)记录到相应的socket缓冲区当中,这样连内核空间中的一次cpu copy也省掉了;
0拷贝

消息中间件与kafka(二)_第15张图片

 

 

 

3.5 Zookeeper 在 在 Kafka 中的作用

Kafka 集群中有一个 broker 会被选举为 Controller,负责管理集群 broker 的上下线,所有 topic 的分区副本分配和 leader 选举等工作。Controller 的管理工作都是依赖于 Zookeeper 的。

消息中间件与kafka(二)_第16张图片

 

3.6 Kafka 事务

Kafka 从 0.11 版本开始引入了事务支持。事务可以保证 Kafka 在 Exactly Once 语义的基础上,生产和消费可以跨分区和会话,要么全部成功,要么全部失败。

3.6.1 Producer 事务

为了实现跨分区跨会话的事务,需要引入一个全局唯一的 Transaction ID,并将 Producer获得的PID和Transaction ID绑定。

这样当Producer重启后就可以通过正在进行的TransactionID 获得原来的 PID。

为了管理 Transaction,Kafka 引入了一个新的组件 Transaction Coordinator。Producer 就是通过和 Transaction Coordinator 交互获得 Transaction ID 对应的任务状态。

TransactionCoordinator 还负责将事务所有写入 Kafka 的一个内部 Topic,这样即使整个服务重启,由于事务状态得到保存,进行中的事务状态可以得到恢复,从而继续进行。

3.6.2 Consumer 事务

上述事务机制主要是从 Producer 方面考虑,对于 Consumer 而言,事务的保证就会相对较弱,尤其时无法保证 Commit 的信息被精确消费。

这是由于 Consumer 可以通过 offset 访问任意信息,而且不同的 Segment File 生命周期不同,同一事务的消息可能会出现重启后被删除的情况。

 

第 4 章 Kafka API

4.1 Producer API

4.1.1 消息发送流程

Kafka 的 Producer 发送消息采用的是 异步发送的方式。在消息发送的过程中,涉及到了两个线程 ——main 线程和 Sender 线程,以及 一个线程共享变量 ——RecordAccumulator。

main 线程将消息发送给 RecordAccumulator,Sender 线程不断从 RecordAccumulator 中拉取消息发送到 Kafka broker。

 

你可能感兴趣的:(消息中间件与kafka(二))