kafka原理简介并且与RabbitMQ的选择

kafka原理简介并且与RabbitMQ的选择

kafka原理简介，rabbitMQ介绍，大致说一下区别

Kafka是由LinkedIn开发的一个分布式的消息系统，使用Scala编写，它以可水平扩展和高吞吐率而被广泛使用。目前越来越多的开源分布式处理系统如Cloudera、Apache Storm、Spark都支持与Kafka集成。 
消息的发布描述为producer，消息的订阅描述为consumer，将中间的存储阵列称作broker(代理)。kafka是linkedin用于日志处理的分布式消息队列，同时支持离线和在线日志处理。kafka对消息保存时根据Topic进行归类，发送消息者就是Producer，消息接受者就是Consumer，每个kafka实例称为broker。然后三者都通过Zookeeper进行协调。 ​

kafka存储是基于硬盘存储的，然而却有着快速的读写效率，一个 67200rpm STAT RAID5 的阵列，线性读写速度是 300MB/sec，如果是随机读写，速度则是 50K/sec。 
虽然都知道内存读取速度会明显快于硬盘读写速度，但是kafka却通过线性读写的方式实现快速地读写。

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Producer

学习kafka一定要理解好Topic，每个Topic被分成多个partition(区)。每条消息在partition中的位置称为offset(偏移量)，类型为long型数字。消息即使被消费了，也不会被立即删除，而是根据broker里的设置，保存一定时间后再清除，比如log文件设置存储两天，则两天后，不管消息是否被消费，都清除。

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Broker

broker也即中间的存储队列。我们将消息的収布（publish）暂时称作 producer，将消息的订阅（subscribe）表述为consumer，将中间的存储阵列称作 broker(代理)。

Consumer

每个consumer属于一个consumer group。在kafka中，一个partition的消息只会被group中的一个consumer消费；可以认为一个group就是一个“订阅者”。一个Topic中的每个partition只会被一个“订阅者”中的一个consumer消费。

Zookeeper

kafka集群几乎不需要维护任何Consumer和Producer的信息。这些信息由Zookeeper保存。发送到Topic的消息，只会被订阅此Topic的每个group中的一个consumer消费。

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Kafka优点

解耦 
在项目启动之初来预测将来项目会碰到什么需求，是极其困难的。消息系统在处理过程中间插入了一个隐含的、基于数据的接口层，两边的处理过程都要实现这一接口。这允许你独立的扩展或修改两边的处理过程，只要确保它们遵守同样的接口约束。

冗余 
有些情况下，处理数据的过程会失败。除非数据被持久化，否则将造成丢失。消息队列把数据进行持久化直到它们已经被完全处理，通过这一方式规避了数据丢失风险。许多消息队列所采用的”插入-获取-删除”范式中，在把一个消息从队列中删除之前，需要你的处理系统明确的指出该消息已经被处理完毕，从而确保你的数据被安全的保存直到你使用完毕。

扩展性 
因为消息队列解耦了你的处理过程，所以增大消息入队和处理的频率是很容易的，只要另外增加处理过程即可。不需要改变代码、不需要调节参数。扩展就像调大电力按钮一样简单。

灵活性 & 峰值处理能力 
在访问量剧增的情况下，应用仍然需要继续发挥作用，但是这样的突发流量并不常见；如果为以能处理这类峰值访问为标准来投入资源随时待命无疑是巨大的浪费。使用消息队列能够使关键组件顶住突发的访问压力，而不会因为突发的超负荷的请求而完全崩溃。

可恢复性 
系统的一部分组件失效时，不会影响到整个系统。消息队列降低了进程间的耦合度，所以即使一个处理消息的进程挂掉，加入队列中的消息仍然可以在系统恢复后被处理。

顺序保证 
在大多使用场景下，数据处理的顺序都很重要。大部分消息队列本来就是排序的，并且能保证数据会按照特定的顺序来处理。Kafka保证一个Partition内的消息的有序性。

缓冲 
在任何重要的系统中，都会有需要不同的处理时间的元素。例如，加载一张图片比应用过滤器花费更少的时间。消息队列通过一个缓冲层来帮助任务最高效率的执行。写入队列的处理会尽可能的快速。该缓冲有助于控制和优化数据流经过系统的速度。

异步通信 
很多时候，用户不想也不需要立即处理消息。消息队列提供了异步处理机制，允许用户把一个消息放入队列，但并不立即处理它。想向队列中放入多少消息就放多少，然后在需要的时候再去处理它们。

业界对于消息的传递有多种方案和产品，本文就比较有代表性的两个MQ(rabbitMQ,kafka)进行阐述和做简单的对比，

在应用场景方面，

RabbitMQ,遵循AMQP协议，由内在高并发的erlanng语言开发，用在实时的对可靠性要求比较高的消息传递上。

kafka是Linkedin于2010年12月份开源的消息发布订阅系统,它主要用于处理活跃的流式数据,大数据量的数据处理上。

1)在架构模型方面，

RabbitMQ遵循AMQP协议，RabbitMQ的broker由Exchange,Binding,queue组成，其中exchange和binding组成了消息的路由键；客户端Producer通过连接channel和server进行通信，Consumer从queue获取消息进行消费（长连接，queue有消息会推送到consumer端，consumer循环从输入流读取数据）。rabbitMQ以broker为中心；有消息的确认机制。

kafka遵从一般的MQ结构，producer，broker，consumer，以consumer为中心，消息的消费信息保存的客户端consumer上，consumer根据消费的点，从broker上批量pull数据；无消息确认机制。

2)在吞吐量，

kafka具有高的吞吐量，内部采用消息的批量处理，zero-copy机制，数据的存储和获取是本地磁盘顺序批量操作，具有O(1)的复杂度，消息处理的效率很高。

rabbitMQ在吞吐量方面稍逊于kafka，他们的出发点不一样，rabbitMQ支持对消息的可靠的传递，支持事务，不支持批量的操作；基于存储的可靠性的要求存储可以采用内存或者硬盘。

3)在可用性方面，

rabbitMQ支持miror的queue，主queue失效，miror queue接管。

kafka的broker支持主备模式。

4)在集群负载均衡方面，

kafka采用zookeeper对集群中的broker、consumer进行管理，可以注册topic到zookeeper上；通过zookeeper的协调机制，producer保存对应topic的broker信息，可以随机或者轮询发送到broker上；并且producer可以基于语义指定分片，消息发送到broker的某分片上。

rabbitMQ的负载均衡需要单独的loadbalancer进行支持。

​所以关于这两个选择，我们还是了解了这4个大致的区别。关于高吞吐，以及我们队日志的特定场景分析，任然选择了，kafka。当然设计理念不一样，rabbitMQ用于可靠的消息传递，智齿事物，不支持批量的操作，可用性差不多，只是实现不一样。在集群方面，kafka胜一筹，通过topic注册zookeeper，调用机制，实现语义指定分片，然而rabbitMQ的负载需要单独loadbalancer支持