Kafka随笔

1.选举Leader 

　　Leader 是 Partition 级别的，当一个 Broker 挂掉后，所有 Leader 在该 Broker 上的 Partition 都会被重新选举，选出一个新 Leader。

　　Kafka 先使用 ZooKeeper 在 Broker 中选出一个 Controller，用于上述 Partition分配和 Leader 选举。

　　Controller 会在 ZooKeeper 的 /brokers/ids 节点上注册 Watch 监听，一旦有 Broker 宕机，Controller就收到通知。

　　Partition 分配：

• 将所有 Broker（假设共 n 个 Broker）和待分配的 Partition 排序。
• 将第 i 个 Partition 分配到第（i mod n）个 Broker 上 （这个就是 Leader）。
• 将第 i 个 Partition 的第 j 个 Replica 分配到第（(i + j) mode n）个 Broker 上。

　　Leader 选举：

　　　　Controller 从 ZooKeeper 的 /brokers / topics / [topic名称] / partitions / [partition名称] / state 中，读取对应 Partition 的 ISR（in-sync replica 已同步的副本）列表，选一个出来做 Leader。

　　　　ISR 列表中的机器是会变化的，根据配置 replica.lag.time.max.ms，多久没同步，就会从 ISR 列表中去除。

　　　　0.10版本之前，还有个参数是根据落后多少条消息就踢出 ISR，在 0.10 版本后就去掉了，因为这个值很难取，在高峰的时候很容易出现节点不断的进出 ISR 列表的情况。

　　　　选出 Leader 后，更新 ZooKeeper，然后Controller发送 LeaderAndISRRequest 给受影响的 Broker，通知所有相关Broker：新leader已产生。

　　　　选举完成之后，所有对某个 Partition 的请求，实际操作的都是 Leader，然后其他 Follower 再 Pull 消息同步。

2.Partition的分发策略：

• Partition 在写入的时候可以指定需要写入的 Partition，如果有指定，则写入对应的 Partition。
• 如果没有指定 Partition，但是设置了数据的 Key，则会根据 Key 的值 Hash 出一个 Partition。
• 如果既没指定 Partition，又没有设置 Key，则会轮询 各个Partition。

3.Partition文件：

　　Partition 在操作系统中就是一个个的文件夹，每个 Partition 的文件夹下面会有多组 Segment 文件。

　　每组 Segment 文件又包含 .index 文件、.log 文件、.timeindex 文件（早期版本中没有）三个文件。

　　Log 文件就是实际存储 Message 的地方，而 Index 和 Timeindex 文件为索引文件，用于检索消息。

　　文件的命名是以该 Segment 最小 Offset 来命名的，如下图中间那个segment的命名是 368796.index， 存储了Offset 为 368796~1105813 的消息。

　　建立在 Offset 为有序的基础上，Kafka利用 Segment分段文件记录+Segment文件内索引+有序Offset+稀疏索引+二分查找+顺序查找等多种手段来高效的查找数据。

　　在0.10版本前，消费者将消费到的 Offset 维护在 Zookeeper 中，Consumer 每间隔一段时间上报一次，容易导致重复消费，且性能不好；

　　0.10版本后，消费者消费到的 Offset 已经直接维护在 Kafka 集群的 __consumer_offsets 这个Topic 中。