huangronaldo6 / kafka

Geek Repo:Geek Repo

Github PK Tool:Github PK Tool

kafka

1.1 消息队列(Message Queue)

Message Queue消息传送系统提供传送服务。消息传送依赖于大量支持组件,这些组件负责处理连接服务、消息的路由和传送、持久性、安全性以及日志记录。消息服务器可以使用一个或多个代理实例。

JMS(Java Messaging Service)是Java平台上有关面向消息中间件(MOM)的技术规范,它便于消息系统中的Java应用程序进行消息交换,并且通过提供标准的产生、发送、接收消息的接口简化企业应用的开发,翻译为Java消息服务。

1.2 MQ消息模型

Sender (Application) ---> MessageQueue ---> Receiver (Application)

1.3 MQ消息队列分类

消息队列分类:点对点和发布/订阅两种

  • 点对点: 消息生产者生产消息发送到queue中,然后消息消费者从queue中取出并且消费消息。

    消息被消费以后,queue中不再有存储,所以消息消费者不可能消费到已经被消费的消息。Queue支持存在多个消费者,但是对一个消息而言,只会有一个消费者可以消费。

  • 发布/订阅: 消息生产者(发布)将消息发布到topic中,同时有多个消息消费者(订阅)消费该消息。和点对点方式不同,发布到topic的消息会被所有订阅者消费。

1.4 MQ消息队列对比

  • RabbitMQ:支持的协议多,非常重量级消息队列,对路由(Routing),负载均衡(Loadbalance)或者数据持久化都有很好的支持。
  • ZeroMQ:号称最快的消息队列系统,尤其针对大吞吐量的需求场景,擅长的高级/复杂的队列,但是技术也复杂,并且只提供非持久性的队列。
  • ActiveMQ:Apache下的一个子项,类似ZeroMQ,能够以代理人和点对点的技术实现队列。
  • Redis:是一个key-Value的NOSql数据库,但也支持MQ功能,数据量较小,性能优于RabbitMQ,数据超过10K就慢的无法忍受。

1.5 Kafka简介

Kafka是分布式发布-订阅消息系统,它最初由 LinkedIn 公司开发,使用 Scala语言编写,之后成为 Apache 项目的一部分。在Kafka集群中,没有“中心主节点”的概念,集群中所有的服务器都是对等的,因此,可以在不做任何配置的更改的情况下实现服务器的的添加与删除,同样的消息的生产者和消费者也能够做到随意重启和机器的上下线。

1.6 Kafka术语介绍

  • 消息生产者:即:Producer,是消息的产生的源头,负责生成消息并发送到Kafka服务器上。
  • 消息消费者:即:Consumer,是消息的使用方,负责消费Kafka服务器上的消息。
  • 主题:即:Topic,由用户定义并配置在Kafka服务器,用于建立生产者和消息者之间的订阅关系:生产者发送消息到指定的Topic下,消息者从这个Topic下消费消息。
  • 消息分区:即:Partition,一个Topic下面会分为很多分区,例如:“kafka-test”这个Topic下可以分为6个分区,分别由两台服务器提供,那么通常可以配置为让每台服务器提供3个分区,假如服务器ID分别为0、1,则所有的分区为0-0、0-1、0-2和1-0、1-1、1-2。Topic物理上的分组,一个 topic可以分为多个 partition,每个 partition 是一个有序的队列。partition中的每条消息都会被分配一个有序的 id(offset)。
  • Broker:即Kafka的服务器,用户存储消息,Kafa集群中的一台或多台服务器统称为 broker。
  • 消费者分组:Group,用于归组同类消费者,在Kafka中,多个消费者可以共同消息一个Topic下的消息,每个消费者消费其中的部分消息,这些消费者就组成了一个分组,拥有同一个分组名称,通常也被称为消费者集群。
  • Offset:消息存储在Kafka的Broker上,消费者拉取消息数据的过程中需要知道消息在文件中的偏移量,这个偏移量就是所谓的Offset。

1.7 Kafka中Broker

  • Broker:即Kafka的服务器,用户存储消息,Kafa集群中的一台或多台服务器统称为 broker。
  • Message在Broker中通Log追加的方式进行持久化存储。并进行分区(patitions)。
  • 为了减少磁盘写入的次数,broker会将消息暂时buffer起来,当消息的个数(或尺寸)达到一定阀值时,再flush到磁盘,这样减少了磁盘IO调用的次数。
  • Broker没有副本机制,一旦broker宕机,该broker的消息将都不可用。Message消息是有多份的。
  • Broker不保存订阅者的状态,由订阅者自己保存。
  • 无状态导致消息的删除成为难题(可能删除的消息正在被订阅),kafka采用基于时间的SLA(服务水平保证),消息保存一定时间(通常为7天)后会被删除。
  • 消息订阅者可以rewind back到任意位置重新进行消费,当订阅者故障时,可以选择最小的offset(id)进行重新读取消费消息。

1.8 Kafka的Message组成

  • Message消息:是通信的基本单位,每个 producer 可以向一个 topic(主题)发布一些消息。
  • Kafka中的Message是以topic为基本单位组织的,不同的topic之间是相互独立的。每个topic又可以分成几个不同的partition(每个topic有几个partition是在创建topic时指定的),每个partition存储一部分Message。
  • partition中的每条Message包含了以下三个属性:
    • offset 即:消息唯一标识:对应类型:long
    • MessageSize 对应类型:int32
    • data:是message的具体内容。

1.9 Kafka的Partitions分区

  • Kafka基于文件存储.通过分区,可以将日志内容分散到多个server上,来避免文件尺寸达到单机磁盘的上限,每个partiton都会被当前server(kafka实例)保存。
  • 可以将一个topic切分多任意多个partitions,来消息保存/消费的效率。
  • 越多的partitions意味着可以容纳更多的consumer,有效提升并发消费的能力。

1.10 Kafka的Consumers

  • 消息和数据消费者,订阅 topics并处理其发布的消息的过程叫做 consumers。
  • 在 kafka中,我们可以认为一个group是一个“订阅者”,一个Topic中的每个partions,只会被一个“订阅者”中的一个consumer消费,不过一个 consumer可以消费多个partitions中的消息(消费者数据小于Partions的数量时)。
    • 注意:kafka的设计原理决定,对于一个topic,同一个group中不能有多于partitions个数的consumer同时消费,否则将意味着某些consumer将无法得到消息。
  • 一个partition中的消息只会被group中的一个consumer消息。每个group中consumer消息消费互相独立。

1.11 Kafka的持久化

一个Topic可以认为是一类消息,每个topic将被分成多partition(区),每个partition在存储层面是append log文件。任何发布到此partition的消息都会被直接追加到log文件的尾部,每条消息在文件中的位置称为offset(偏移量),partition是以文件的形式存储在文件系统中。

  • Logs文件根据broker中的配置要求,保留一定时间后删除来释放磁盘空间。
  • Partition:
    • Topic物理上的分组,一个 topic可以分为多个 partition,每个 partition 是一个有序的队列。partition中的每条消息都会被分配一个有序的 id(offset)。

About