初识中间件Kafka

Author：SimplelWu

什么是消息中间件？
  • 非底层操作系统软件，非业务应用软件，不是直接给最终用户使用的，不能直接给客户带来价值的软件统称为中间件
  • 关注于数据的发送和接收，利用高效可靠的异步消息传递机制集成分布式系统。
什么是Kafka？

Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，是一个分布式的、分区的、可靠的分布式日志存储服务。它通过一种独一无二的设计提供了一个消息系统的功能。

kafka官方：http://kafka.apache.org/

Kafka作为一个分布式的流平台，这到底意味着什么？

我们认为，一个流处理平台具有三个关键能力：

  • 发布和订阅消息（流），在这方面，它类似于一个消息队列或企业消息系统。
  • 以容错的方式存储消息（流）。
  • 在消息流发生时处理它们。
什么是kakfa的优势?

它应用于2大类应用：

  • 构建实时的流数据管道，可靠地获取系统和应用程序之间的数据。
  • 构建实时流的应用程序，对数据流进行转换或反应。
kafka有四个核心API
  • 应用程序使用 Producer API 发布消息到1个或多个topic（主题）。
  • 应用程序使用 Consumer API 来订阅一个或多个topic，并处理产生的消息。
  • 应用程序使用 Streams API 充当一个流处理器，从1个或多个topic消费输入流，并生产一个输出流到1个或多个输出topic，有效地将输入流转换到输出流。
  • Connector API允许构建或运行可重复使用的生产者或消费者，将topic连接到现有的应用程序或数据系统。例如，一个关系数据库的连接器可捕获每一个变化。

Client和Server之间的通讯，是通过一条简单、高性能并且和开发语言无关的TCP协议。并且该协议保持与老版本的兼容。Kafka提供了Java Client（客户端）。除了Java Client外，还有非常多的其它编程语言的Client。

主流消息中间件比较
ActiveMQ RabbitMQ Kafka
跨语言 支持（Java优先） 语言无关 支持（Java优先）
支持协议 OpenWire，Stomp， XMPP，AMQP AMQP
优点 遵循JMS规范，安装部署方便。 继承Erlang天生的并发性，最初用于金融行业，稳定性，安全性有保障。 依赖zk，可动态扩展节点，高性能，高吞吐量，无线扩容消息可指定追溯。
缺点 根据其他用户反馈，会莫名丢失消息，目前重心在下一代的apolle上，目前社区不活跃，对5.X维护较少。 Erlang语言难度较大，不支持动态扩展。 严格的顺序机制，不支持消息优先级，不支持标准的消息协议，不利于平台迁移。
综合评价 适合中小企业消息应用场景，不适合上千个队列的应用场景。 适合对稳定性要求较高的企业应用。 一般应用在大数据日志处理或对实时性，可靠性要求稍低的场景。
Kafka好处
  • 可靠性 – Kafka是分布式，分区，复制和容错的。
  • 可扩展性 – Kafka消息传递系统轻松缩放，无需停机。
  • 耐用性 – Kafka使用分布式提交日志，这意味着消息会尽可能快地保留在磁盘上，因此它是持久的。
  • 性能 – Kafka对于发布和订阅消息都具有高吞吐量。 即使存储了许多TB的消息，它也保持稳定的性能。

Kafka非常快，并保证零停机和零数据丢失。

应用场景
  • 指标 – Kafka通常用于操作监控数据。 这涉及聚合来自分布式应用程序的统计信息，以产生操作数据的集中馈送。
  • 日志聚合解决方案 – Kafka可用于跨组织从多个服务收集日志，并使它们以标准格式提供给多个服务器。
  • 流处理 – 流行的框架(如Storm和Spark Streaming)从主题中读取数据，对其进行处理，并将处理后的数据写入新主题，供用户和应用程序使用。 Kafka的强耐久性在流处理的上下文中也非常有用。
Kafka相关术语
序号 组件和说明
1 Topics（主题）属于特定类别的消息流称为主题。 数据存储在主题中。主题被拆分成分区。 对于每个主题，Kafka保存一个分区的数据。 每个这样的分区包含不可变有序序列的消息。 分区被实现为具有相等大小的一组分段文件。
2 Partition（分区）主题可能有许多分区，因此它可以处理任意数量的数据。
3 Partition offset（分区偏移）每个分区消息具有称为 offset 的唯一序列标识。
4 Replicas of partition（分区备份）副本只是一个分区的备份。 副本从不读取或写入数据。 它们用于防止数据丢失。
5 Brokers（经纪人）代理是负责维护发布数据的简单系统。 每个代理中的每个主题可以具有零个或多个分区。 假设，如果在一个主题和N个代理中有N个分区，每个代理将有一个分区。假设在一个主题中有N个分区并且多于N个代理(n + m)，则第一个N代理将具有一个分区，并且下一个M代理将不具有用于该特定主题的任何分区。假设在一个主题中有N个分区并且小于N个代理(n-m)，每个代理将在它们之间具有一个或多个分区共享。 由于代理之间的负载分布不相等，不推荐使用此方案。
6 Kafka Cluster（Kafka集群）Kafka有多个代理被称为Kafka集群。 可以扩展Kafka集群，无需停机。 这些集群用于管理消息数据的持久性和复制。
7 Producers（生产者）生产者是发送给一个或多个Kafka主题的消息的发布者。 生产者向Kafka经纪人发送数据。 每当生产者将消息发布给代理时，代理只需将消息附加到最后一个段文件。 实际上，该消息将被附加到分区。 生产者还可以向他们选择的分区发送消息。
8 Consumers（消费者）****Consumers从经纪人处读取数据。 消费者订阅一个或多个主题，并通过从代理中提取数据来使用已发布的消息。
9 Leader（领导者） Leader 是负责给定分区的所有读取和写入的节点。每个分区都有一个服务器充当Leader 。
10 Follower（追随者）跟随领导者指令的节点被称为Follower。 如果领导失败，一个追随者将自动成为新的领导者。 跟随者作为正常消费者，拉取消息并更新其自己的数据存储。
使用Kafka
  1. 安装jdk
  2. 安装zookepper 官方：http://zookeeper.apache.org/
  3. 安装kafka

我这里jdk是已经安装好的。

安装zookepper：

tar -zxvf zookeeper-3.4.13.tar.gz #解压
cd zookeeper-3.4.13/config #进入配置目录
#zookeeper运行需要config里有config文件。但是解压后默认只有zoo_sample.cfg，我们将名字修改下即可
mv zoo_sample.cfg zoo.cfg #修改配置文件名字

启动zookeper，来到bin目录：

./zkServer.sh start #启动zookepper

停止zookeper，来到bin目录：

./zkServer.sh start #停止zookepper

kafka下载：https://www.apache.org/dyn/closer.cgi?path=/kafka/0.9.0.0/kafka_2.11-0.9.0.0.tgz

使用Kafka，

tar -zxvf kafka_2.11-2.1.0.tgz #解压kafka

启动zookpper服务,来到kafka的bin目录：

./zookeeper-server-start.sh config/zookeeper.properties #启动服务

启动kafka服务：

./kafka-server-start.sh config/server.properties #启动kafka服务

创建一个主题:

kafka-topics.sh --create --zookeeper localhost:2181 --replication-factor 1 --partitions 1 --topic test #topic_name

topic_name：主题的名字\’test\’。

创建好后查看主题:

kafka-topics.sh --list --zookeeper localhost:2181

Kafka提供了一个命令行的工具，可以从输入文件或者命令行中读取消息并发送给Kafka集群。每一行是一条消息。
运行producer（生产者）,然后在控制台输入几条消息到服务器。

发送消息：

./kafka-console-producer.sh --broker-list localhost:9092 --topic test #主题为test

进入之后就可发送消息！！！

Kafka也提供了一个消费消息的命令行工具，将存储的信息输出出来。

消费消息：

#topic主题需要与被消费的主题对应上
./kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test --from-beginning
Kafka常用命令
#查看所有主题列表
kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181 --list
#查看指定topic信息
kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181 --describe --topic topic_name
#控制台向topic生产数据
kafka-console-producer.sh --broker-list localhost:9092 --topic topic_name 
#控制台消费topic的数据
kafka-console-consumer.sh  --zookeeper localhost:2181  --topic topic_name --from-beginning 
#查看topic某分区偏移量最大（小）值
kafka-run-class.sh kafka.tools.GetOffsetShell --topic hive-mdatabase-hostsltable  --time -1 --broker-list localhost:9092 --partitions 0 
#增加topic分区数
kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181  --alter --topic topic_name --partitions 10
#删除topic，慎用，只会删除zookeeper中的元数据，消息文件须手动删除
kafka-run-class.sh kafka.admin.DeleteTopicCommand --zookeeper localhost:2181 --topic topic_name

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