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什么是kafka

Kafka是一种高吞吐量的分布式发布-订阅 消息系统，专为超高吞吐量的实时日志采集、实时数据同步、实时数据计算等场景来设计

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消息中间件

消息中间件：是利用高效可靠的消息传递机制进行异步的数据传输，并基于数据通信进行分布式系统的集成。通过提供消息队列模型和消息传递机制，可以在分布式环境下扩展进程间的通信。

为什么要使用消息中间件

1. 异步调用 同步变异步
2. 应用解耦/可扩展性 提供基于数据的接口层
3. 流量削峰 缓解瞬时高流量压力
4. 可恢复性
5. 顺序保障

消息中间件的工作模式

1、 两种模式
点对点模式 一对一
发布订阅模式 一对多
2、发布订阅模式又分
发布者主动推送模式
消费者主动拉取模式

kafka是消息订阅中的消费者拉取模式

kafka与flume不同之处在于 flume想发给多个人需要些多个sink
kafka订阅模式不用

消息中间件中的术语

• Broker：消息服务器，提供核心服务
• Producer：消息生产者
• Consumer：消息消费者
• Topic：主题，发布订阅模式下的消息统一汇集地
• Queue：队列，点对点模式下的消息队列

Kafka架构

• Broker：Kafka集群中的服务器
• Topic：维护一个主题中的消息，可视为消息分类
• Producer：向Kafka主题发布（生产）消息
• Consumer：订阅（消费）主题并处理消息

Kafka Topic

• Topic
  主题是已发布消息的类别名称
  发布和订阅数据必须指定主题
  主题副本数量不大于Brokers个数
• Partition
  一个主题包含多个分区，默认按Key Hash分区
  每个Partition对应一个文件夹<topic_name>-<partition_id>
  每个Partition被视为一个有序的日志文件（LogSegment）
  Replication策略是基于Partition,而不是Topic
  每个Partition都有一个Leader，0或多个Followers

Kafka Message

• header：消息头，固定长度
  offset：唯一确定每条消息在分区内的位置
  CRC32：用crc32校验消息
  “magic”：表示本次发布Kafka服务程序协议版本号
  “attributes”：表示为独立版本、或标识压缩类型、或编码类型
• body：消息体
  key：表示消息键，可选
  value bytes payload：表示实际消息数据

Kafka Producer

• 生产者将消息写入到Broker
  Producer直接发送消息到Broker上的Leader Partition
  Producer客户端自己控制着消息被推送到哪些Partition
  随机分配、自定义分区算法等
  Batch推送提高效率

Kafka Broker

• Kafka集群中每个Broker都可以响应Producer的请求
  哪些Broker是存活的？
  Topic的Leader Partition在哪？
• 每个Broker充当Leader和Followers保持负载平衡
  Leader处理所有读写请求
  Followers被动复制Leader

Kafka Consumer

• 消费者通过订阅消费消息
  offset的管理是基于消费组（group.id）的级别
  每个Partition只能由同一消费组内的一个Consumer来消费
  每个Consumer可以消费多个分区
  消费过的数据仍会保留在Kafka中
  消费者数量一般不超过分区数量
• 消费模式
  队列：所有消费者在一个消费组内
  发布/订阅：所有消费者被分配到不同的消费组

Kafka数据流

• 副本同步
  ISR（In-Sync Replica）
• 容灾
  Leader Partition
• 高并发
  读写性能
  Consumer Group
• 负载均衡

ZooKeeper在Kafka中的作用

• Broker注册并监控状态
  /brokers/ids
• Topic注册
  /brokers/topics
• 生产者负载均衡
  每个Broker启动时，都会完成Broker注册过程，生产者会通过该节点的变化来动态地感知到Broker服务器列表的变更
• offset维护
  Kafka早期版本使用ZooKeeper为每个消费者存储offset，由于ZooKeeper写入性能较差，从0.10版本后，Kafka使用自己的内部主题维护offset