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消息中间件对比
特性 | ActiveMQ | RabbitMQ | RocketMQ | Kafka |
---|---|---|---|---|
开发语言 | java | erlang | java | scala |
单机吞吐量 | 万级 | 万级 | 10万级 | 100万级 |
时效性 | ms | us | ms | ms级以内 |
可用性 | 高(主从) | 高(主从) | 非常高(分布式) | 非常高(分布式) |
功能特性 | 成熟的产品、较全的文档、各种协议支持好 | 并发能力强、性能好、延迟低 | MQ功能比较完善,扩展性佳 | 只支持主要的MQ功能,主要应用于大数据领域 |
消息中间件对比-选择建议
消息中间件 | 建议 |
---|---|
Kafka | 追求高吞吐量,适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务 |
RocketMQ | 可靠性要求很高的金融互联网领域,稳定性高,经历了多次阿里双11考验 |
RabbitMQ | 性能较好,社区活跃度高,数据量没有那么大,优先选择功能比较完备的RabbitMQ |
kafka介绍
Kafka 是一个分布式流媒体平台,类似于消息队列或企业消息传递系统。kafka官网:http://kafka.apache.org/
kafka介绍-名词解释
producer:发布消息的对象称之为主题生产者(Kafka topic producer)
topic:Kafka将消息分门别类,每一类的消息称之为一个主题(Topic)
consumer:订阅消息并处理发布的消息的对象称之为主题消费者(consumers)
broker:已发布的消息保存在一组服务器中,称之为Kafka集群。集群中的每一个服务器都是一个代理(Broker)。 消费者可以订阅一个或多个主题(topic),并从Broker拉数据,从而消费这些已发布的消息。
Kafka对于zookeeper是强依赖,保存kafka相关的节点数据,所以安装Kafka之前必须先安装zookeeper
下载镜像:
docker pull zookeeper:3.4.14
创建容器
docker run -d --name zookeeper -p 2181:2181 zookeeper:3.4.14
下载镜像:
docker pull wurstmeister/kafka:2.12-2.3.1
创建容器
docker run -d --name kafka \
--env KAFKA_ADVERTISED_HOST_NAME=192.168.200.130 \
--env KAFKA_ZOOKEEPER_CONNECT=192.168.200.130:2181 \
--env KAFKA_ADVERTISED_LISTENERS=PLAINTEXT://192.168.200.130:9092 \
--env KAFKA_LISTENERS=PLAINTEXT://0.0.0.0:9092 \
--env KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx256M -Xms256M" \
--net=host wurstmeister/kafka:2.12-2.3.1
(1)创建kafka-demo项目,导入依赖
<dependency>
<groupId>org.apache.kafka</groupId>
<artifactId>kafka-clients</artifactId>
</dependency>
(2)生产者发送消息
package com.heima.kafka.sample; import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerConfig; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord; import java.util.Properties; /** * 生产者 */ public class ProducerQuickStart { public static void main(String[] args) { //1.kafka的配置信息 Properties properties = new Properties(); //kafka的连接地址 properties.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"192.168.200.130:9092"); //发送失败,失败的重试次数 properties.put(ProducerConfig.RETRIES_CONFIG,5); //消息key的序列化器 properties.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); //消息value的序列化器 properties.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); //2.生产者对象 KafkaProducer<String,String> producer = new KafkaProducer<String, String>(properties); //封装发送的消息 ProducerRecord<String,String> record = new ProducerRecord<String, String>("itheima-topic","100001","hello kafka"); //3.发送消息 producer.send(record); //4.关闭消息通道,必须关闭,否则消息发送不成功 producer.close(); } }
(3)消费者接收消息
package com.heima.kafka.sample; import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig; import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord; import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords; import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer; import java.time.Duration; import java.util.Collections; import java.util.Properties; /** * 消费者 */ public class ConsumerQuickStart { public static void main(String[] args) { //1.添加kafka的配置信息 Properties properties = new Properties(); //kafka的连接地址 properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "192.168.200.130:9092"); //消费者组 properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "group2"); //消息的反序列化器 properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer"); properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer"); //2.消费者对象 KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<String, String>(properties); //3.订阅主题 consumer.subscribe(Collections.singletonList("itheima-topic")); //当前线程一直处于监听状态 while (true) { //4.获取消息 ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000)); for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) { System.out.println(consumerRecord.key()); System.out.println(consumerRecord.value()); } } } }
总结
Kafka 的服务器端由被称为 Broker 的服务进程构成,即一个 Kafka 集群由多个 Broker 组成
这样如果集群中某一台机器宕机,其他机器上的 Broker 也依然能够对外提供服务。这其实就是 Kafka 提供高可用的手段之一
Kafka 中消息的备份又叫做 副本(Replica)
Kafka 定义了两类副本:
领导者副本(Leader Replica)
追随者副本(Follower Replica)
同步方式
ISR(in-sync replica)需要同步复制保存的follower
如果leader失效后,需要选出新的leader,选举的原则如下:
第一:选举时优先从ISR中选定,因为这个列表中follower的数据是与leader同步的
第二:如果ISR列表中的follower都不行了,就只能从其他follower中选取
极端情况,就是所有副本都失效了,这时有两种方案
第一:等待ISR中的一个活过来,选为Leader,数据可靠,但活过来的时间不确定
第二:选择第一个活过来的Replication,不一定是ISR中的,选为leader,以最快速度恢复可用性,但数据不一定完整
同步发送
使用send()方法发送,它会返回一个Future对象,调用get()方法进行等待,就可以知道消息是否发送成功
RecordMetadata recordMetadata = producer.send(kvProducerRecord).get();
System.out.println(recordMetadata.offset());
异步发送
调用send()方法,并指定一个回调函数,服务器在返回响应时调用函数
//异步消息发送
producer.send(kvProducerRecord, new Callback() {
@Override
public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
if(e != null){
System.out.println("记录异常信息到日志表中");
}
System.out.println(recordMetadata.offset());
}
});
代码的配置方式:
//ack配置 消息确认机制
prop.put(ProducerConfig.ACKS_CONFIG,"all");
参数的选择说明
确认机制 | 说明 |
---|---|
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,消息有丢失的风险,但是速度最快 |
acks=1(默认值) | 只要集群首领节点收到消息,生产者就会收到一个来自服务器的成功响应 |
acks=all | 只有当所有参与赋值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 |
生产者从服务器收到的错误有可能是临时性错误,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,生产者会放弃重试返回错误,默认情况下,生产者会在每次重试之间等待100ms
代码中配置方式:
//重试次数
prop.put(ProducerConfig.RETRIES_CONFIG,10);
默认情况下, 消息发送时不会被压缩。
代码中配置方式:
//数据压缩
prop.put(ProducerConfig.COMPRESSION_TYPE_CONFIG,"lz4");
压缩算法 | 说明 |
---|---|
snappy | 占用较少的 CPU, 却能提供较好的性能和相当可观的压缩比, 如果看重性能和网络带宽,建议采用 |
lz4 | 占用较少的 CPU, 压缩和解压缩速度较快,压缩比也很客观 |
gzip | 占用较多的 CPU,但会提供更高的压缩比,网络带宽有限,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。
消费者组(Consumer Group) :指的就是由一个或多个消费者组成的群体
一个发布在Topic上消息被分发给此消费者组中的一个消费者
所有的消费者都在一个组中,那么这就变成了queue模型
所有的消费者都在不同的组中,那么就完全变成了发布-订阅模型
应用场景:
即时消息中的单对单聊天和群聊,保证发送方消息发送顺序与接收方的顺序一致
充值转账两个渠道在同一个时间进行余额变更,短信通知必须要有顺序
topic分区中消息只能由消费者组中的唯一一个消费者处理,所以消息肯定是按照先后顺序进行处理的。但是它也仅仅是保证Topic的一个分区顺序处理,不能保证跨分区的消息先后处理顺序。 所以,如果你想要顺序的处理Topic的所有消息,那就只提供一个分区。
kafka不会像其他JMS队列那样需要得到消费者的确认,消费者可以使用kafka来追踪消息在分区的位置(偏移量)
消费者会往一个叫做_consumer_offset的特殊主题发送消息,消息里包含了每个分区的偏移量。如果消费者发生崩溃或有新的消费者加入群组,就会触发再均衡
正常的情况
如果消费者2挂掉以后,会发生再均衡,消费者2负责的分区会被其他消费者进行消费
再均衡后不可避免会出现一些问题
问题一:
如果提交偏移量小于客户端处理的最后一个消息的偏移量,那么处于两个偏移量之间的消息就会被重复处理。
问题二:
如果提交的偏移量大于客户端的最后一个消息的偏移量,那么处于两个偏移量之间的消息将会丢失。
如果想要解决这些问题,还要知道目前kafka提交偏移量的方式:
提交偏移量的方式有两种,分别是自动提交偏移量和手动提交
当enable.auto.commit被设置为true,提交方式就是让消费者自动提交偏移量,每隔5秒消费者会自动把从poll()方法接收的最大偏移量提交上去
手动提交 ,当enable.auto.commit被设置为false可以有以下三种提交方式
提交当前偏移量(同步提交)
异步提交
同步和异步组合提交
1.提交当前偏移量(同步提交)
把enable.auto.commit
设置为false,让应用程序决定何时提交偏移量。使用commitSync()提交偏移量,commitSync()将会提交poll返回的最新的偏移量,所以在处理完所有记录后要确保调用了commitSync()方法。否则还是会有消息丢失的风险。
只要没有发生不可恢复的错误,commitSync()方法会一直尝试直至提交成功,如果提交失败也可以记录到错误日志里。
while (true){
ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000));
for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
System.out.println(record.value());
System.out.println(record.key());
try {
consumer.commitSync();//同步提交当前最新的偏移量
}catch (CommitFailedException e){
System.out.println("记录提交失败的异常:"+e);
}
}
}
2.异步提交
手动提交有一个缺点,那就是当发起提交调用时应用会阻塞。当然我们可以减少手动提交的频率,但这个会增加消息重复的概率(和自动提交一样)。另外一个解决办法是,使用异步提交的API。
while (true){
ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000));
for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
System.out.println(record.value());
System.out.println(record.key());
}
consumer.commitAsync(new OffsetCommitCallback() {
@Override
public void onComplete(Map<TopicPartition, OffsetAndMetadata> map, Exception e) {
if(e!=null){
System.out.println("记录错误的提交偏移量:"+ map+",异常信息"+e);
}
}
});
}
3.同步和异步组合提交
异步提交也有个缺点,那就是如果服务器返回提交失败,异步提交不会进行重试。相比较起来,同步提交会进行重试直到成功或者最后抛出异常给应用。异步提交没有实现重试是因为,如果同时存在多个异步提交,进行重试可能会导致位移覆盖。
举个例子,假如我们发起了一个异步提交commitA,此时的提交位移为2000,随后又发起了一个异步提交commitB且位移为3000;commitA提交失败但commitB提交成功,此时commitA进行重试并成功的话,会将实际上将已经提交的位移从3000回滚到2000,导致消息重复消费。
try { while (true){ ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(1000)); for (ConsumerRecord<String, String> record : records) { System.out.println(record.value()); System.out.println(record.key()); } consumer.commitAsync(); } }catch (Exception e){+ e.printStackTrace(); System.out.println("记录错误信息:"+e); }finally { try { consumer.commitSync(); }finally { consumer.close(); } }
1.导入spring-kafka依赖信息
<dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <!-- kafkfa --> <dependency> <groupId>org.springframework.kafka</groupId> <artifactId>spring-kafka</artifactId> <exclusions> <exclusion> <groupId>org.apache.kafka</groupId> <artifactId>kafka-clients</artifactId> </exclusion> </exclusions> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.kafka</groupId> <artifactId>kafka-clients</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>com.alibaba</groupId> <artifactId>fastjson</artifactId> </dependency> </dependencies>
2.在resources下创建文件application.yml
server:
port: 9991
spring:
application:
name: kafka-demo
kafka:
bootstrap-servers: 192.168.200.130:9092
producer:
retries: 10
key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
consumer:
group-id: ${spring.application.name}-test
key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
3.消息生产者
package com.heima.kafka.controller; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController public class HelloController { @Autowired private KafkaTemplate<String,String> kafkaTemplate; @GetMapping("/hello") public String hello(){ kafkaTemplate.send("itcast-topic","黑马程序员"); return "ok"; } }
4.消息消费者
package com.heima.kafka.listener; import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.util.StringUtils; @Component public class HelloListener { @KafkaListener(topics = "itcast-topic") public void onMessage(String message){ if(!StringUtils.isEmpty(message)){ System.out.println(message); } } }
目前springboot整合后的kafka,因为序列化器是StringSerializer,这个时候如果需要传递对象可以有两种方式
方式一:可以自定义序列化器,对象类型众多,这种方式通用性不强,本章节不介绍
方式二:可以把要传递的对象进行转json字符串,接收消息后再转为对象即可,本项目采用这种方式
@GetMapping("/hello")
public String hello(){
User user = new User();
user.setUsername("xiaowang");
user.setAge(18);
kafkaTemplate.send("user-topic", JSON.toJSONString(user));
return "ok";
}
package com.heima.kafka.listener; import com.alibaba.fastjson.JSON; import com.heima.kafka.pojo.User; import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.util.StringUtils; @Component public class HelloListener { @KafkaListener(topics = "user-topic") public void onMessage(String message){ if(!StringUtils.isEmpty(message)){ User user = JSON.parseObject(message, User.class); System.out.println(user); } } }
已发表且已上架的文章可以下架
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说明 | |
---|---|
接口路径 | /api/v1/news/down_or_up |
请求方式 | POST |
参数 | DTO |
响应结果 | ResponseResult |
DTO
@Data
public class WmNewsDto {
private Integer id;
/**
* 是否上架 0 下架 1 上架
*/
private Short enable;
}
ResponseResult
9.4.1)接口定义
在heima-leadnews-wemedia工程下的WmNewsController新增方法
@PostMapping("/down_or_up")
public ResponseResult downOrUp(@RequestBody WmNewsDto dto){
return null;
}
在WmNewsDto中新增enable属性 ,完整的代码如下:
package com.heima.model.wemedia.dtos; import lombok.Data; import java.util.Date; import java.util.List; @Data public class WmNewsDto { private Integer id; /** * 标题 */ private String title; /** * 频道id */ private Integer channelId; /** * 标签 */ private String labels; /** * 发布时间 */ private Date publishTime; /** * 文章内容 */ private String content; /** * 文章封面类型 0 无图 1 单图 3 多图 -1 自动 */ private Short type; /** * 提交时间 */ private Date submitedTime; /** * 状态 提交为1 草稿为0 */ private Short status; /** * 封面图片列表 多张图以逗号隔开 */ private List<String> images; /** * 上下架 0 下架 1 上架 */ private Short enable; }
9.4.2)业务层编写
在WmNewsService新增方法
/**
* 文章的上下架
* @param dto
* @return
*/
public ResponseResult downOrUp(WmNewsDto dto);
实现方法
/** * 文章的上下架 * @param dto * @return */ @Override public ResponseResult downOrUp(WmNewsDto dto) { //1.检查参数 if(dto.getId() == null){ return ResponseResult.errorResult(AppHttpCodeEnum.PARAM_INVALID); } //2.查询文章 WmNews wmNews = getById(dto.getId()); if(wmNews == null){ return ResponseResult.errorResult(AppHttpCodeEnum.DATA_NOT_EXIST,"文章不存在"); } //3.判断文章是否已发布 if(!wmNews.getStatus().equals(WmNews.Status.PUBLISHED.getCode())){ return ResponseResult.errorResult(AppHttpCodeEnum.PARAM_INVALID,"当前文章不是发布状态,不能上下架"); } //4.修改文章enable if(dto.getEnable() != null && dto.getEnable() > -1 && dto.getEnable() < 2){ update(Wrappers.<WmNews>lambdaUpdate().set(WmNews::getEnable,dto.getEnable()) .eq(WmNews::getId,wmNews.getId())); } return ResponseResult.okResult(AppHttpCodeEnum.SUCCESS); }
9.4.3)控制器
@PostMapping("/down_or_up")
public ResponseResult downOrUp(@RequestBody WmNewsDto dto){
return wmNewsService.downOrUp(dto);
}
9.4.4)测试
9.5.1)在heima-leadnews-common模块下导入kafka依赖
<!-- kafkfa -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.kafka</groupId>
<artifactId>spring-kafka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.kafka</groupId>
<artifactId>kafka-clients</artifactId>
</dependency>
9.5.2)在自媒体端的nacos配置中心配置kafka的生产者
spring:
kafka:
bootstrap-servers: 192.168.200.130:9092
producer:
retries: 10
key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
9.5.3)在自媒体端文章上下架后发送消息
//发送消息,通知article端修改文章配置
if(wmNews.getArticleId() != null){
Map<String,Object> map = new HashMap<>();
map.put("articleId",wmNews.getArticleId());
map.put("enable",dto.getEnable());
kafkaTemplate.send(WmNewsMessageConstants.WM_NEWS_UP_OR_DOWN_TOPIC,JSON.toJSONString(map));
}
常量类:
public class WmNewsMessageConstants {
public static final String WM_NEWS_UP_OR_DOWN_TOPIC="wm.news.up.or.down.topic";
}
9.5.4)在article端的nacos配置中心配置kafka的消费者
spring:
kafka:
bootstrap-servers: 192.168.200.130:9092
consumer:
group-id: ${spring.application.name}
key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
9.5.5)在article端编写监听,接收数据
package com.heima.article.listener; import com.alibaba.fastjson.JSON; import com.heima.article.service.ApArticleConfigService; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener; import org.springframework.stereotype.Component; import java.util.Map; @Component @Slf4j public class ArtilceIsDownListener { @Autowired private ApArticleConfigService apArticleConfigService; @KafkaListener(topics = WmNewsMessageConstants.WM_NEWS_UP_OR_DOWN_TOPIC) public void onMessage(String message){ if(StringUtils.isNotBlank(message)){ Map map = JSON.parseObject(message, Map.class); apArticleConfigService.updateByMap(map); log.info("article端文章配置修改,articleId={}",map.get("articleId")); } } }
9.5.6)修改ap_article_config表的数据
新建ApArticleConfigService
package com.heima.article.service;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;
import com.heima.model.article.pojos.ApArticleConfig;
import java.util.Map;
public interface ApArticleConfigService extends IService<ApArticleConfig> {
/**
* 修改文章配置
* @param map
*/
public void updateByMap(Map map);
}
实现类:
package com.heima.article.service.impl; import com.baomidou.mybatisplus.core.toolkit.Wrappers; import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl; import com.heima.article.mapper.ApArticleConfigMapper; import com.heima.article.service.ApArticleConfigService; import com.heima.model.article.pojos.ApArticleConfig; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.springframework.stereotype.Service; import org.springframework.transaction.annotation.Transactional; import java.util.Map; @Service @Slf4j @Transactional public class ApArticleConfigServiceImpl extends ServiceImpl<ApArticleConfigMapper, ApArticleConfig> implements ApArticleConfigService { /** * 修改文章配置 * @param map */ @Override public void updateByMap(Map map) { //0 下架 1 上架 Object enable = map.get("enable"); boolean isDown = true; if(enable.equals(1)){ isDown = false; } //修改文章配置 update(Wrappers.<ApArticleConfig>lambdaUpdate().eq(ApArticleConfig::getArticleId,map.get("articleId")).set(ApArticleConfig::getIsDown,isDown)); } } ma.article.mapper.ApArticleConfigMapper; import com.heima.article.service.ApArticleConfigService; import com.heima.model.article.pojos.ApArticleConfig; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.springframework.stereotype.Service; import org.springframework.transaction.annotation.Transactional; import java.util.Map; @Service @Slf4j @Transactional public class ApArticleConfigServiceImpl extends ServiceImpl<ApArticleConfigMapper, ApArticleConfig> implements ApArticleConfigService { /** * 修改文章配置 * @param map */ @Override public void updateByMap(Map map) { //0 下架 1 上架 Object enable = map.get("enable"); boolean isDown = true; if(enable.equals(1)){ isDown = false; } //修改文章配置 update(Wrappers.<ApArticleConfig>lambdaUpdate().eq(ApArticleConfig::getArticleId,map.get("articleId")).set(ApArticleConfig::getIsDown,isDown)); } }
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