概述

第一篇随笔从消息队列的定义和各种应用,以及kafka的分类定义和基本知识,第二篇就写一篇关于kafka的基本实际配置和使用的随笔,包括kafka的集群参数的配置,生产者使用机制,消费者使用机制。总之我会使用由浅到深,由概括到具体的介绍kafka的每个功能。

kafka集群的配置

这里我只是介绍我认为比较重要的参数,当然也借鉴了网上多次提到的参数配置。严格来说这些配置并不单单指 Kafka 服务器端的配置,其中既有 Broker 端参数,也有主题(后面我用我们更熟悉的 Topic 表示)级别的参数、JVM 端参数和操作系统级别的参数。这里所说的 Broker 端参数也被称为静态参数(Static Configs),所谓静态参数,是指你必须在 Kafka 的配置文件 server.properties 中进行设置的参数,不管你是新增、修改还是删除。同时,你必须重启 Broker 进程才能令它们生效。而主题级别参数的设置则有所不同,Kafka 提供了专门的 kafka-configs 命令来修改它们。至于 JVM 和操作系统级别参数,它们的设置方法比较通用化,我介绍的也都是标准的配置参数,因此,你应该很容易就能够对它们进行设置。下面从kafka的broker参数说起。

broker端参数

目前 Kafka Broker 提供了近 200 个参数,这其中绝大部分参数都不用你亲自过问。不过今天我打算换个方法,按照大的用途类别一组一组地介绍它们,希望可以更有针对性,也更方便你记忆。

首先 Broker 是需要配置存储信息的,即 Broker 使用哪些磁盘。那么针对存储信息的重要参数有以下这么几个:

log.dirs:这是非常重要的参数,指定了 Broker 需要使用的若干个文件目录路径。要知道这个参数是没有默认值的,这说明什么?这说明它必须由你亲自指定。

log.dir:注意这是 dir,结尾没有 s,说明它只能表示单个路径,它是补充上一个参数用的。

这两个参数应该怎么设置呢?很简单,你只要设置log.dirs,即第一个参数就好了,不要设置log.dir。而且更重要的是,在线上生产环境中一定要为log.dirs配置多个路径,具体格式是一个 CSV 格式,也就是用逗号分隔的多个路径,比如/home/kafka1,/home/kafka2,/home/kafka3这样。如果有条件的话你最好保证这些目录挂载到不同的物理磁盘上。这样做有两个好处:

1,提升读写性能:比起单块磁盘,多块物理磁盘同时读写数据有更高的吞吐量。

2,能够实现故障转移:即 Failover。这是 Kafka 1.1 版本新引入的强大功能。要知道在以前,只要 Kafka Broker 使用的任何一块磁盘挂掉了,整个 Broker 进程都会关闭。但是自 1.1 开始,这种情况被修正了,坏掉的磁盘上的数据会自动地转移到其他正常的磁盘上,而且 Broker 还能正常工作。还记得上一期我们关于 Kafka 是否需要使用 RAID 的讨论吗?这个改进正是我们舍弃 RAID 方案的基础:没有这种 Failover 的话,我们只能依靠 RAID 来提供保障。

下面说一说kafka和zookeeper相关的重要的参数当属zookeeper.connect。这也是一个 CSV 格式的参数,比如我可以指定它的值为zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181。2181 是 ZooKeeper 的默认端口。现在问题来了,如果我让多个 Kafka 集群使用同一套 ZooKeeper 集群,那么这个参数应该怎么设置呢?这时候 chroot 就派上用场了。这个 chroot 是 ZooKeeper 的概念,类似于别名。如果你有两套 Kafka 集群,假设分别叫它们 kafka1 和 kafka2,那么两套集群的zookeeper.connect参数可以这样指定:zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181/kafka1和zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181/kafka2。

第三组参数就是与kafka连接相关的参数,即客户端程序或者其他Broker如何与该broker进行通信的设置。有一下三个参数:

listeners:学名叫监听器,其实就是告诉外部连接者要通过什么协议访问指定主机名和端口开放的 Kafka 服务。

advertised.listeners:和 listeners 相比多了个 advertised。Advertised 的含义表示宣称的、公布的,就是说这组监听器是 Broker 用于对外发布的。

host.name/port:列出这两个参数就是想说你把它们忘掉吧,压根不要为它们指定值,毕竟都是过期的参数了。

我们具体说说监听器的概念,从构成上来说,它是若干个逗号分隔的三元组,每个三元组的格式为<协议名称,主机名,端口号>。这里的协议名称可能是标准的名字,比如 PLAINTEXT 表示明文传输、SSL 表示使用 SSL 或 TLS 加密传输等;也可能是你自己定义的协议名字,比如CONTROLLER: //localhost:9092。一旦你自己定义了协议名称,你必须还要指定listener.security.protocol.map参数告诉这个协议底层使用了哪种安全协议,比如指定listener.security.protocol.map=CONTROLLER:PLAINTEXT表示CONTROLLER这个自定义协议底层使用明文不加密传输数据。

常见的玩法是:你的Kafka Broker机器上配置了双网卡,一块网卡用于内网访问(即我们常说的内网IP);另一个块用于外网访问。那么你可以配置listeners为内网IP,advertised.listeners为外网IP。

第四组参数是关于Topic管理的,我来讲讲下面这三个参数:

auto.create.topics.enable:是否允许自动创建 Topic。auto.create.topics.enable参数我建议最好设置成 false,即不允许自动创建 Topic。在我们的线上环境里面有很多名字稀奇古怪的 Topic,我想大概都是因为该参数被设置成了 true 的缘故。

unclean.leader.election.enable:是否允许 Unclean Leader 选举。unclean.leader.election.enable是关闭 Unclean Leader 选举的。何谓 Unclean?还记得 Kafka 有多个副本这件事吗?每个分区都有多个副本来提供高可用。在这些副本中只能有一个副本对外提供服务,即所谓的 Leader 副本。那么问题来了,这些副本都有资格竞争 Leader 吗?显然不是,只有保存数据比较多的那些副本才有资格竞选,那些落后进度太多的副本没资格做这件事。反之如果是 true,那么 Kafka 允许你从那些“跑得慢”的副本中选一个出来当 Leader。这样做的后果是数据有可能就丢失了,因为这些副本保存的数据本来就不全,当了 Leader 之后它本人就变得膨胀了,认为自己的数据才是权威的。这个参数在最新版的 Kafka 中默认就是 false。

auto.leader.rebalance.enable:是否允许定期进行 Leader 选举。但其实对生产环境影响非常大。设置它的值为 true 表示允许 Kafka 定期地对一些 Topic 分区进行 Leader 重选举,当然这个重选举不是无脑进行的,它要满足一定的条件才会发生。严格来说它与上一个参数中 Leader 选举的最大不同在于,它不是选 Leader,而是换 Leader!比如 Leader A 一直表现得很好,但若auto.leader.rebalance.enable=true,那么有可能一段时间后 Leader A 就要被强行卸任换成 Leader B。你要知道换一次 Leader 代价很高的,原本向 A 发送请求的所有客户端都要切换成向 B 发送请求,而且这种换 Leader 本质上没有任何性能收益,因此我建议你在生产环境中把这个参数设置成 false。

最后一组参数是数据留存方面的,即:

log.retention.{hours|minutes|ms}:这是个“三兄弟”,都是控制一条消息数据被保存多长时间。从优先级上来说 ms 设置最高、minutes 次之、hours 最低。

log.retention.bytes:这是指定 Broker 为消息保存的总磁盘容量大小。

message.max.bytes:控制 Broker 能够接收的最大消息大小。

Topic参数设置

Topic 级别参数会覆盖全局 Broker 参数的值,而每个 Topic 都能设置自己的参数值,这就是所谓的 Topic 级别参数。

下面我们依然按照用途分组的方式引出重要的 Topic 级别参数。从保存消息方面来考量的话,下面这组参数是非常重要的:

retention.ms:规定了该 Topic 消息被保存的时长。默认是 7 天,即该 Topic 只保存最近 7 天的消息。一旦设置了这个值,它会覆盖掉 Broker 端的全局参数值。

retention.bytes:规定了要为该 Topic 预留多大的磁盘空间。和全局参数作用相似,这个值通常在多租户的 Kafka 集群中会有用武之地。当前默认值是 -1,表示可以无限使用磁盘空间。

topic级别的参数有很多种,现在我们根据创建topic时设置的参数和修改 topic时设置的参数来学习一下这个级别的参数的设置:

我们先来看看如何在创建 Topic 时设置这些参数。我用上面提到的retention.ms和max.message.bytes举例。设想你的部门需要将交易数据发送到 Kafka 进行处理,需要保存最近半年的交易数据,同时这些数据很大,通常都有几 MB,但一般不会超过 5MB。现在让我们用以下命令来创建 Topic:

  1. 1 bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server localhost:9092 --create --topic transaction --partitions 1 --replication-factor 1 --config retention.ms=15552000000 --config max.message.bytes=5242880

下面看看使用另一个自带的命令kafka-configs来修改 Topic 级别参数。假设我们现在要发送最大值是 10MB 的消息,该如何修改呢?命令如下:

  1. 1 bin/kafka-configs.sh --zookeeper localhost:2181 --entity-type topics --entity-name transaction --alter --add-config max.message.bytes=10485760

JVM级别参数设置

说到 JVM 端设置,堆大小这个参数至关重要。虽然在后面我们还会讨论如何调优 Kafka 性能的问题,但现在我想无脑给出一个通用的建议:将你的 JVM 堆大小设置成 6GB 吧,这是目前业界比较公认的一个合理值。JVM 端配置的另一个重要参数就是垃圾回收器的设置,也就是平时常说的 GC 设置。如果你依然在使用 Java 7,那么可以根据以下法则选择合适的垃圾回收器:

如果 Broker 所在机器的 CPU 资源非常充裕,建议使用 CMS 收集器。启用方法是指定-XX:+UseCurrentMarkSweepGC。否则,使用吞吐量收集器。开启方法是指定-XX:+UseParallelGC。

当然了,如果你已经在使用 Java 8 了,那么就用默认的 G1 收集器就好了。在没有任何调优的情况下,G1 表现得要比 CMS 出色,主要体现在更少的 Full GC,需要调整的参数更少等,所以使用 G1 就好了。

操作系统参数

最后我们来聊聊 Kafka 集群通常都需要设置哪些操作系统参数。通常情况下,Kafka 并不需要设置太多的 OS 参数,但有些因素最好还是关注一下,比如下面这几个:

文件描述符限制

文件系统类型

Swappiness

提交时间

首先是ulimit -n。我觉得任何一个 Java 项目最好都调整下这个值。实际上,文件描述符系统资源并不像我们想象的那样昂贵,你不用太担心调大此值会有什么不利的影响。通常情况下将它设置成一个超大的值是合理的做法,比如ulimit -n 1000000。其次是文件系统类型的选择。这里所说的文件系统指的是如 ext3、ext4 或 XFS 这样的日志型文件系统。根据官网的测试报告,XFS 的性能要强于 ext4,所以生产环境最好还是使用 XFS。第三是 swap 的调优。网上很多文章都提到设置其为 0,将 swap 完全禁掉以防止 Kafka 进程使用 swap 空间。我个人反倒觉得还是不要设置成 0 比较好,我们可以设置成一个较小的值。为什么呢?因为一旦设置成 0,当物理内存耗尽时,操作系统会触发 OOM killer 这个组件,它会随机挑选一个进程然后 kill 掉,即根本不给用户任何的预警。但如果设置成一个比较小的值,当开始使用 swap 空间时,你至少能够观测到 Broker 性能开始出现急剧下降,从而给你进一步调优和诊断问题的时间。基于这个考虑,我个人建议将 swappniess 配置成一个接近 0 但不为 0 的值,比如 1。最后是提交时间或者说是 Flush 落盘时间。向 Kafka 发送数据并不是真要等数据被写入磁盘才会认为成功,而是只要数据被写入到操作系统的页缓存(Page Cache)上就可以了,随后操作系统根据 LRU 算法会定期将页缓存上的“脏”数据落盘到物理磁盘上。这个定期就是由提交时间来确定的,默认是 5 秒。一般情况下我们会认为这个时间太频繁了,可以适当地增加提交间隔来降低物理磁盘的写操作。当然你可能会有这样的疑问:如果在页缓存中的数据在写入到磁盘前机器宕机了,那岂不是数据就丢失了。的确,这种情况数据确实就丢失了,但鉴于 Kafka 在软件层面已经提供了多副本的冗余机制,因此这里稍微拉大提交间隔去换取性能还是一个合理的做法。

生产者基本使用

kafka发送消息的步骤:

大体上来说,用户首先构建待发送的消息对象ProducerRecord,然后调用KafkaProducer#send方法进行发送。KafkaProducer接收到消息后首先对其进行序列化,然后结合本地缓存的元数据信息一起发送给partitioner去确定目标分区,最后追加写入到内存中的消息缓冲池(accumulator)。此时KafkaProducer#send方法成功返回。

KafkaProducer中还有一个专门的Sender IO线程负责将缓冲池中的消息分批次发送给对应的broker,完成真正的消息发送逻辑。

结合源代码,笔者认为新版本的producer从设计上来说具有以下几个特点(或者说是优势):

总共创建两个线程:执行KafkaPrducer#send逻辑的线程——我们称之为“用户主线程”;执行发送逻辑的IO线程——我们称之为“Sender线程”

不同于Scala老版本的producer,新版本producer完全异步发送消息,并提供了回调机制(callback)供用户判断消息是否成功发送

batching机制——“分批发送“机制。每个批次(batch)中包含了若干个PRODUCE请求,因此具有更高的吞吐量

更加合理的默认分区策略:对于无key消息而言,Scala版本分区策略是一段时间内(默认是10分钟)将消息发往固定的目标分区,这容易造成消息分布的不均匀,而新版本的producer采用轮询的方式均匀地将消息分发到不同的分区

底层统一使用基于Selector的网络客户端实现,结合Java提供的Future实现完整地提供了更加健壮和优雅的生命周期管理。

producer创建时会创建一个默认32MB(由buffer.memory参数指定)的accumulator缓冲区,专门保存待发送的消息。除了之前在“关键参数”段落中提到的linger.ms和batch.size等参数之外,该数据结构中还包含了一个特别重要的集合信息:消息批次信息(batches)。该集合本质上是一个HashMap,里面分别保存了每个topic分区下的batch队列,即前面说的批次是按照topic分区进行分组的。这样发往不同分区的消息保存在对应分区下的batch队列中。举个简单的例子,假设消息M1, M2被发送到test的0分区但属于不同的batch,M3分送到test的1分区,那么batches中包含的信息就是:{"test-0" -> [batch1, batch2], "test-1" -> [batch3]}

单个topic分区下的batch队列中保存的是若干个消息批次。每个batch中最重要的3个组件包括:

compressor: 负责执行追加写入操作

batch缓冲区:由batch.size参数控制,消息被真正追加写入到的地方

thunks:保存消息回调逻辑的集合

这一步的目的就是将待发送的消息写入消息缓冲池中,具体流程如下图所示:

okay!这一步执行完毕之后理论上讲KafkaProducer.send方法就执行完毕了,用户主线程所做的事情就是等待Sender线程发送消息并执行返回结果了。

此时,该Sender线程登场了。严格来说,Sender线程自KafkaProducer创建后就一直都在运行着 。它的工作流程基本上是这样的:

不断轮询缓冲区寻找已做好发送准备的分区

将轮询获得的各个batch按照目标分区所在的leader broker进行分组

将分组后的batch通过底层创建的Socket连接发送给各个broker

等待服务器端发送response回来

为了说明上的方便,我还是基于图的方式来解释Sender线程的工作原理:

上图中Sender线程会发送PRODUCE请求给对应的broker,broker处理完毕之后发送对应的PRODUCE response。一旦Sender线程接收到response将依次(按照消息发送顺序)调用batch中的回调方法,如下图所示:

生产者基本参数设置

acks和timeout.ms

timeout.ms参数0.9.0已经被弃用,本质上与acks的配置相匹配---如果在指定时间内没有收到同步副本的确认,那么broker就会返回一个错误。

acks=0,生产者在成功写入消息之前不会等待任何来自服务器的响应。也就是说,如果当中出现了问题,导致服务器没有收到消息,那么生产者就无从得知,消息也就丢失了。不过,因为生产者不需要等待服务器的响应,所以它可以以网络能够支持的最大速度发送消息,从而达到很高的吞吐量。

acks=1,只要集群的 Leader 节点收到消息,生产者就会收到一个来自服务器的成功响应。如果消息无法到达 Leader 节点(比如首领节点崩溃,新的 Leader 还没有被选举出来),生产者会收到一个错误响应,为了避免数据丢失,生产者会重发消息。不过,如果一个没有收到消息的节点成为新Leader,消息还是会丢失。这个时候的吞吐量取决于使用的是同步发送还是异步发送。如果让发送客户端等待服务器的响应(通过调用 Future 对象的 get() 方法),显然会增加延迟(在网络上传输一个来回的延迟)。如果客户端使用回调,延迟问题就可以得到缓解,不过吞吐量还是会受发送中消息数量的限制(比如,生产者在收到服务器响应之前可以发送多少个消息)。

如果 acks=all,只有当所有参与复制的节点全部收到消息时,生产者才会收到一个来自服务器的成功响应。这种模式是最安全的,它可以保证不止一个服务器收到消息,就算有服务器发生崩溃,整个集群仍然可以运行。不过,它的延迟比 acks=1 时更高,因为我们要等待不只一个服务器节点接收消息。

buffer.memory=33554432

该参数用来设置生产者内存缓冲区的大小,生产者用它缓冲要发送到服务器的消息。如果生产消息的速度超过发送的速度,会导致生产者空间不足。这个时候, send()方法调用要么被阻塞,要么抛出异常,取决于如何设置 block.on.buffer.full 参数(在 0.9.0.0 版本里被替换成了max.block.ms,表示在抛出异常之前可以阻塞一段时间)。

compression.type=none

默认情况下,消息发送时不会被压缩。该参数可以设置为 snappygziplz4,它指定了消息被发送给 broker 之前使用哪一种压缩算法进行压缩。

snappy 压缩算法由 Google 发明,占用较少的 CPU,却能提供较好的性能和相当可观的压缩比,如果比较关注性能和网络带宽,可以使用这种算法。

gzip 压缩算法一般会占用较多的 CPU,但会提供更高的压缩比,所以如果网络带宽比较有限,可以使用这种算法。

使用压缩可以降低网络传输开销和存储开销,而这往往是向 Kafka 发送消息的瓶颈所在。

retries 和 retry.backoff.ms

retries=0

生产者从服务器收到的错误有可能是临时性的错误(比如分区找不到 Leader)。在这种情况下,retries

参数的值决定了生产者可以重发消息的次数,如果达到这个次数,生产者会放弃重试并返回错误。

retry.backoff.ms=100

默认情况下,生产者会在每次重试之间等待 100ms,不过可以通过 retry.backoff.ms 参数来改变这个时间间隔。建议在设置重试次数和重试时间间隔之前,先测试一下恢复一个崩溃节点需要多少时间(比如所有分区选举出 Leader 需要多长时间),让总的重试时间比 Kafka 集群从崩溃中恢复的时间长,否则生产者会过早地放弃重试。

不过有些错误不是临时性错误,没办法通过重试来解决(比如“消息太大”错误)。一般情况下,因为生产者会自动进行重试,所以就没必要在代码逻辑里处理那些可重试的错误。你只需要处理那些不可重试的错误和重试次数超出上限的情况。

batch.size 和 linger.ms

batch.size:=16384

当有多个消息需要被发送到同一个分区时,生产者会把它们放在同一个批次里。该参数指定了一个批次可以使用的内存大小,按照字节数计算(而不是消息个数)。

linger.ms:=0

指定了生产者在每次发送消息的时间间隔

当批次被填满 或者 等待时间达到 linger.ms设置的间隔时间,批次里的所有消息会被发送出去,哪怕此时该批次只有一条消息。

所以就算把

批次大小设置得很大,也不会造成延迟,只是会占用更多的内存而已。但如果设置得太小,因为生产者需要更频繁地发送消息,会增加一些额外的开销。

client.id=''

该参数可以是任意的字符串,服务器会用它来识别消息的来源

max.in.flight.requests.per.connection=5

该参数指定了生产者在收到服务器响应之前可以发送多少个消息。它的值越高,就会占用越多的内存,不过也会提升吞吐量。把它设为 1 可以保证消息是按照发送的顺序写入服务器的,即使发生了重试。

如何保证顺序性:如果把 retries 设为非零整数,同时把 max.in.flight.requests.per.connection 设为比 1 大的数,那么,如果第一个批次消息写入失败,而第二个批次写入成功,broker 会重试写入第一个批次。如果此时第一个批次也写入成功,那么两个批次的顺序就反过来了。

一般来说,如果某些场景要求消息是有序的,那么消息是否写入成功也是很关键的,所以不建议把retries设为 0。可以把 max.in.flight.requests.per.connection 设为 1,这样在生产者尝试发送第一批消息时,就不会有其他的消息发送给broker。不过这样会严重影响生产者的吞吐量,所以只有在对消息的顺序有严格要求的情况下才能这么做。

request.timeout.ms 和 metadata.fetch.timeout.ms

request.timeout.ms=305000

指定了生产者在发送数据时等待服务器返回响应的时间

metadata.fetch.timeout.ms (0.9.0.0版本中就被弃用)

指定了生产者在获取元数据(比如目标分区的 Leader 是谁)时等待服务器返回响应的时间。如果等待响应超时,那么生产者要么重试发送数据,要么返回一个错误(抛出异常或执行回调)。

max.request.size=1048576

该参数用于控制生产者发送的请求大小。它可以指能发送的单个消息的最大值,也可以指单个请求里所有消息总的大小。例如,假设这个值为 1MB,那么可以发送的单个最大消息为 1MB,或者生产者可以在单个请求里发送一个批次,该批次包含了 1000 个消息,每个消息大小为 1KB。另外,broker 对可接收的消息最大值也有自己的限制(message.max.bytes),所以两边的配置最好可以匹配,避免生产者发送的消息被 broker 拒绝。

注意区分 batch.size只是针对一个 topic 的 partition,而 max.request.size针对单次请求的。

receive.buffer.bytes=32768 和 send.buffer.bytes=131072

这两个参数分别指定了 TCP socket 接收和发送数据包的缓冲区大小。如果它们被设为 -1,就使用操作系统的默认值。如果生产者或消费者与 broker 处于不同的数据中心,那么可以适当增大这些值,因为跨数据中心的网络一般都有比较高的延迟和比较低的带宽。

关于更多的配置信息,可以查看:http://kafka.apachecn.org/documentation.html#configuration

消费者基本使用

consumer group是kafka提供的可扩展且具有容错性的消费者机制。它是由一个或者多个消费者组成,它们共享同一个Group ID.
组内的所有消费者协调在一起来消费订阅主题(subscribed topics)的所有分区(partition)。当然,每个分区只能由同一个消费组内的一个consumer来消费。

consummer group有以下的特性:

consumer group下可以有一个或多个consumer instance,consumer
instance可以是一个进程,也可以是一个线程(所以消费者可以采用多线程的方式去消费消息)

group.id是一个字符串,唯一标识一个consumer group

consumer group下订阅的topic下的每个分区只能分配给某个group下的一个consumer(当然该分区还可以被分配给其他group)

消费者位置
消费者位置,即位移。 消费者在消费的过程中需要记录自己消费了多少数据。
位移提交有自动、手动两种方式进行位移提交。

自动提交:在kafka拉取到数据之后就直接提交,这样很容易丢失数据

手动提交:成功拉取数据之后,对数据进行相应的处理之后再进行提交。如拉取数据之后进行写入mysql这种 (存在数据处理失败的可能性),
所以这时我们就需要进行手动提交kafka的offset下标。

reblance机制

rebalance本质上是一种协议,规定了一个consumer group下的所有consumer如何达成一致来分配订阅topic的每个分区。

Kafka提供了一个角色:coordinator来执行对于consumer group的管理。
Group Coordinator是一个服务,每个Broker在启动的时候都会启动一个该服务。Group Coordinator的作用是用来存储Group的相关Meta信息,并将对应Partition的Offset信息记录到Kafka内置Topic(__consumer_offsets)中。

Rebalance 过程分为两步:Join 和 Sync。
Join 顾名思义就是加入组。这一步中,所有成员都向coordinator发送JoinGroup请求,请求加入消费组。一旦所有成员都发送了JoinGroup请求,coordinator会从中选择一个consumer担任leader的角色,并把组成员信息以及订阅信息发给leader——注意leader和coordinator不是一个概念。leader负责消费分配方案的制定。

Sync,这一步leader开始分配消费方案,即哪个consumer负责消费哪些topic的哪些partition。一旦完成分配,leader会将这个方案封装进SyncGroup请求中发给coordinator,非leader也会发SyncGroup请求,只是内容为空。coordinator接收到分配方案之后会把方案塞进SyncGroup的response中发给各个consumer。这样组内的所有成员就都知道自己应该消费哪些分区了。

消费者常用配置

首先,我们都应该知道,最全最全的文档应该是来自官网(虽然有时候可能官网找不到):http://kafka.apachecn.org/documentation.html#newconsumerconfigs

fetch.min.bytes

该属性指定了消费者从服务器获取记录的最小字节数。

fetch.max.wait.ms

等到有足够的数据时才把它返回给消费者。而feth.max.wait.ms 则用于指定 broker 的等待时间,默认是 500ms。如果没有足够的数据流入 Kafka,消费者获取最小数据量的要求就得不到满足,最终导致 500ms 的延迟。如果要降低潜在的延迟(为了满足 SLA),可以把该参数值设置得小一些。如果 fetch.max.wait.ms 被设为 100ms,并且fetch.min.bytes 被设为 1MB,那么 Kafka 在收到消费者的请求后,要么返回 1MB 数据,要么在100ms 后返回所有可用的数据,就看哪个条件先得到满足。

max.partition.fetch.bytes

该属性指定了服务器从每个分区里返回给消费者的最大字节数。它的默认值是 1MB,也就是说,KafkaConsumer.poll() 方法从每个分区里返回的记录最多不超过 max.partition.fetch.bytes指定的字节。如果一个主题有 20 个分区和 5 个消费者,那么每个消费者需要至少 4MB 的可用内存来接收记录。在为消费者分配内存时,可以给它们多分配一些,因为如果群组里有消费者发生崩溃,剩下的消费者需要处理更多的分区。

max.partition.fetch.bytes 的值必须比 broker 能够接收的最大消息的字节数(通过 max.message.size 属性配置)大,否则消费者可能无法读取这些消息,导致消费者一直挂起重试。在设置该属性时,另一个需要考虑的因素是消费者处理数据的时间。消费者需要频繁调用poll() 方法来避免会话过期和发生分区再均衡,如果单次调用 poll() 返回的数据太多,消费者需要更多的时间来处理,可能无法及时进行下一个轮询来避免会话过期。

如果出现这种情况,可以把max.partition.fetch.bytes 值改小,或者延长会话过期时间。

session.timeout.ms

该属性指定了消费者在被认为死亡之前可以与服务器断开连接的时间,默认是 3s。如果消费者没有在session.timeout.ms 指定的时间内发送心跳给群组协调器,就被认为已经死亡,协调器就会触发再均衡,把它的分区分配给群组里的其他消费者。该属性与 heartbeat.interval.ms 紧密相关。

heartbeat.interval.ms

指定了 poll() 方法向协调器发送心跳的频率,session.timeout.ms 则指定了消费者可以多久不发送心跳。所以,一般需要同时修改这两个属性,heartbeat.interval.ms 必须比 session.timeout.ms 小,一般是session.timeout.ms 的三分之一。如果 session.timeout.ms 是 3s,那么 heartbeat.interval.ms 应该是 1s。把session.timeout.ms 值设得比默认值小,可以更快地检测和恢复崩溃的节点,不过长时间的轮询或垃圾收集可能导致非预期的再均衡。把该属性的值设置得大一些,可以减少意外的再均衡,不过检测节点崩溃需要更长的时间。

auto.offset.reset

(因消费者长时间失效,包含偏移量的记录已经过时并被删除)该作何处理。它的默认值是 latest,意思是说,在偏移量无效的情况下,消费者将从最新的记录开始读取数据(在消费者启动之后生成的记录)。另一个值是earliest,意思是说,在偏移量无效的情况下,消费者将从起始位置读取分区的记录。

enable.auto.commit

我们稍后将介绍几种不同的提交偏移量的方式。该属性指定了消费者是否自动提交偏移量,默认值是true。为了尽量避免出现重复数据和数据丢失,可以把它设为 false,由自己控制何时提交偏移量。如果把它设为true,还可以通过配置 auto.commit.interval.ms 属性来控制提交的频率。

partition.assignment.strategy(这部分好像重复了 ~~~)

我们知道,分区会被分配给群组里的消费者。PartitionAssignor 根据给定的消费者和主题,决定哪些分区应该被分配给哪个消费者。

Kafka 有两个默认的分配策略。

Range

  该策略会把主题的若干个连续的分区分配给消费者。假设消费者 C1 和消费者 C2 同时订阅了主题T1 和 主题 T2,并且每个主题有 3 个分区。那么消费者 C1 有可能分配到这两个主题的分区 0 和分区 1,而消费者 C2 分配到这两个主题的分区 2。因为每个主题拥有奇数个分区,而分配是在主题内独立完成的,第一个消费者最后分配到比第二个消费者更多的分区。只要使用了 Range 策略,而且分区数量无法被消费者数量整除,就会出现这种情况。

RoundRobin

  该策略把主题的所有分区逐个分配给消费者。如果使用 RoundRobin 策略来给消费者 C1 和消费者C2 分配分区,那么消费者 C1 将分到主题 T1 的分区 0 和分区 2 以及主题 T2 的分区 1,消费者 C2 将分配到主题 T1 的分区 1 以及主题 T2 的分区 0 和分区 2。一般来说,如果所有消费者都订阅相同的主题(这种情况很常见),RoundRobin 策略会给所有消费者分配相同数量的分区(或最多就差一个分区)。可以通过设置 partition.assignment.strategy 来选择分区策略。

默认使用的是org.apache.kafka.clients.consumer.RangeAssignor,这个类实现了 Range 策略,不过也可以把它改成 org.apache.kafka.clients.consumer.RoundRobinAssignor。我们还可以使用自定义策略,在这种情况下,partition.assignment.strategy 属性的值就是自定义类的名字。

client.id

该属性可以是任意字符串,broker 用它来标识从客户端发送过来的消息,通常被用在日志、度量指标和配额里。

max.poll.records

该属性用于控制单次调用 call() 方法能够返回的记录数量,可以帮你控制在轮询里需要处理的数据量。

receive.buffer.bytes 和 send.buffer.bytes

socket 在读写数据时用到的 TCP 缓冲区也可以设置大小。如果它们被设为 -1,就使用操作系统的默认值。如果生产者或消费者与 broker 处于不同的数据中心内,可以适当增大这些值,因为跨数据中心的网络一般都有比较高的延迟和比较低的带宽。

总结

以后关于kafka系列的总结大部分来自Geek Time的课件,大家可以自行关键字搜索。

https://www.cnblogs.com/huxi2b/p/6364613.html

https://blog.csdn.net/weixin_40990818/article/details/107848167

https://blog.csdn.net/u012501054/article/details/80241921

https://zhuanlan.zhihu.com/p/154446216

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