Kafka 入门

编译自官方文档

Apache Kafka是一个分布式消息发布订阅系统。它最初由LinkedIn公司基于独特的设计实现为一个分布式的提交日志系统( a distributed commit log),,之后成为Apache项目的一部分。Kafka系统快速、可扩展并且可持久化。它的分区特性,可复制和可容错都是其不错的特性。

Apache Kafka与传统消息系统相比,有以下不同:

  • 它被设计为一个分布式系统,易于向外扩展;
  • 它同时为发布和订阅提供高吞吐量;
  • 它支持多订阅者,当失败时能自动平衡消费者;
  • 它将消息持久化到磁盘,因此可用于批量消费,例如ETL,以及实时应用程序。

    First let’s review some basic messaging terminology:
    首先来了解一下Kafka所使用的基本术语:


    Topic
    Kafka将消息种子(Feed)分门别类, 每一类的消息称之为话题(Topic).
    Producer
    发布消息的对象称之为话题生产者(Kafka topic producer)
    Consumer
    订阅消息并处理发布的消息的种子的对象称之为话题消费者(consumers)
    Broker
    已发布的消息保存在一组服务器中,称之为Kafka集群。集群中的每一个服务器都是一个代理(Broker). 消费者可以订阅一个或多个话题,并从Broker拉数据,从而消费这些已发布的消息。

听起来和JMS消息处理差不多?

让我们站的高一点,从高的角度来看,Kafka集群的业务处理就像这样子:
Kafka集群

Kafka集群


Client和Server之间的交流通过一条简单、高性能并且不局限某种开发语言的TCP协议。除了Java Client外,还有非常多的其它编程语言的Client

话题和日志 (Topic和Log)

更深入的了解一下Kafka中的Topic.
Topic是发布的消息的类别或者种子Feed名。对于每一个Topic, Kafka集群维护这一个分区的log,就像下图中的示例:
Kafka集群

Kafka集群


每一个分区都是一个顺序的、不可变的消息队列, 并且可以持续的添加。分区中的消息都被分配了一个序列号,称之为偏移量(offset),在每个分区中此偏移量都是唯一的。
Kafka集群保持所有的消息,直到它们过期, 无论消息是否被消费了。
实际上消费者所持有的仅有的元数据就是这个偏移量,也就是消费者在这个log中的位置。 这个偏移量由消费者控制:正常情况当消费者消费消息的时候,偏移量也线性的的增加。但是实际偏移量由消费者控制,消费者可以将偏移量重置为更老的一个偏移量,重新读取消息。
可以看到这种设计对消费者来说操作自如, 一个消费者的操作不会影响其它消费者对此log的处理。
再说说分区。Kafka中采用分区的设计有几个目的。一是可以处理更多的消息,不受单台服务器的限制。Topic拥有多个分区意味着它可以不受限的处理更多的数据。第二,分区可以作为并行处理的单元,稍后会谈到这一点。

分布式(Distribution)

Log的分区被分布到集群中的多个服务器上。每个服务器处理它分到的分区。 根据配置每个分区还可以复制到其它服务器作为备份容错。
每个分区有一个leader,零或多个follower。Leader处理此分区的所有的读写请求而follower被动的复制数据。如果leader当机,其它的一个follower会被推举为新的leader。
一台服务器可能同时是一个分区的leader,另一个分区的follower。 这样可以平衡负载,避免所有的请求都只让一台或者某几台服务器处理。

生产者(Producers)

生产者往某个Topic上发布消息。生产者也负责选择发布到这此Topic上的哪一个分区。最简单的方式从分区列表中轮流选择。也可以根据某种算法依照权重选择分区。开发者负责如何选择分区的算法。

消费者(Consumers)

通常来讲,消息模型可以分为两种, 队列和发布-订阅式。 队列的处理方式是 一组消费者从服务器读取消息,一条消息只有其中的一个消费者来处理。在发布-订阅模型中,消息被广播给所有的消费者,接收到消息的消费者都可以处理此消息。Kafka为这两种模型提供了单一的消费者抽象模型: 消费者组 (consumer group)。
消费者用一个消费者组名标记自己。 一个发布在Topic上消息被分发给此消费者组中的一个消费者。
假如所有的消费者都在一个组中,那么这就变成了queue模型。
假如所有的消费者都在不同的组中,那么就完全变成了发布-订阅模型。
更通用的, 我们可以创建一些消费者组作为逻辑上的订阅者。每个组包含数目不等的消费者, 一个组内多个消费者可以用来扩展性能和容错。正如下图所示:
A two server Kafka cluster hosting four partitions (P0-P3) with two consumer groups. Consumer group A has two consumer instances and group B has four

A two server Kafka cluster hosting four partitions (P0-P3) with two consumer groups. Consumer group A has two consumer instances and group B has four

正像传统的消息系统一样,Kafka保证消息的顺序不变。
再详细扯几句。传统的队列模型保持消息,并且保证它们的先后顺序不变。但是, 尽管服务器保证了消息的顺序,消息还是异步的发送给各个消费者,消费者收到消息的先后顺序不能保证了。这也意味着并行消费将不能保证消息的先后顺序。用过传统的消息系统的同学肯定清楚,消息的顺序处理很让人头痛。如果只让一个消费者处理消息,又违背了并行处理的初衷。
在这一点上Kafka做的更好,尽管并没有完全解决上述问题。 Kafka采用了一种分而治之的策略:分区。 因为Topic分区中消息只能由消费者组中的唯一一个消费者处理,所以消息肯定是按照先后顺序进行处理的。但是它也仅仅是保证Topic的一个分区顺序处理,不能保证跨分区的消息先后处理顺序。
所以,如果你想要顺序的处理Topic的所有消息,那就只提供一个分区。

Kafka的保证(Guarantees)

  • 生产者发送到一个特定的Topic的分区上的消息将会按照它们发送的顺序依次加入
  • 消费者收到的消息也是此顺序
  • 如果一个Topic配置了复制因子( replication facto)为N, 那么可以允许N-1服务器当掉而不丢失任何已经增加的消息

用例 (Use CASE)

Kafka可以用于:

  • 消息系统, 例如ActiveMQ 和 RabbitMQ.
  • 站点的用户活动追踪。 用来记录用户的页面浏览,搜索,点击等。
  • 操作审计。 用户/管理员的网站操作的监控。
  • 日志聚合。收集数据,集中处理。
  • 流处理。
  • [Event sourcing] (http://martinfowler.com/eaaDev/EventSourcing.html)
  • Commit Log
原文地址:https://www.cnblogs.com/gaoj87/p/4062812.html