使用kafka提供的脚本工具(在实际应用中,不会只是简单地使用这两个脚本来做复杂的与业务逻辑相关的消息生产与消费的工作,具体的工作还需要通过编程的手段来实施。)
    linux上安装java,zookeeper,kafka,启动zookeeper(zkServer.sh staart),再启动kafka(bin/kafka-server-start.sh config/server.properties)
    创建topic (bin/kafka-topics.sh —create —zookeeeper localhost:2181 —topic demo —partitions 1 —replication-factor 1)
    创建生产者往主题里发送消息 (bin/kafka-console-producer.sh —broker-list localhost:9092 —topic demo >hello >kafka)
    创建消费者从主题里读取消息(bin/kafka-console-consumer.sh —broker-list localhost:9092 —topic demo >hello >kafka)
    1.Kafka之所以受到越来越多的青睐,与它所“扮演”的三大角色是分不开的:
    · 消息系统:Kafka 和传统的消息系统(也称作消息中间件)都具备系统解耦、冗余存储、流量削峰、缓冲、异步通信、扩展性、可恢复性等功能。与此同时,Kafka 还提供了大多数消息系统难以实现的消息顺序性保障及回溯消费的功能。

    · 存储系统:Kafka 把消息持久化到磁盘,相比于其他基于内存存储的系统而言,有效地降低了数据丢失的风险。也正是得益于Kafka 的消息持久化功能和多副本机制,我们可以把Kafka作为长期的数据存储系统来使用,只需要把对应的数据保留策略设置为“永久”或启用主题的日志压缩功能即可。

    · 流式处理平台:Kafka 不仅为每个流行的流式处理框架提供了可靠的数据来源,还提供了一个完整的流式处理类库,比如窗口、连接、变换和聚合等各类操作。

    基本概念
    一个典型的 Kafka 体系架构包括若干 Producer、若干 Broker、若干 Consumer,以及一个ZooKeeper集群,如图1-1所示。其中ZooKeeper是Kafka用来负责集群元数据的管理、控制器的选举等操作的。Producer将消息发送到Broker,Broker负责将收到的消息存储到磁盘中,而Consumer负责从Broker订阅并消费消息。
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    Broker:服务代理节点。对于Kafka而言,Broker可以简单地看作一个独立的Kafka服务节点或Kafka服务实例。大多数情况下也可以将Broker看作一台Kafka服务器,前提是这台服务器上只部署了一个Kafka实例。

    主题,分区,高水位
    在Kafka中还有两个特别重要的概念—主题(Topic)与分区(Partition)。Kafka中的消息以主题为单位进行归类,生产者负责将消息发送到特定的主题(发送到Kafka集群中的每一条消息都要指定一个主题),而消费者负责订阅主题并进行消费

    主题是一个逻辑上的概念,它还可以细分为多个分区,一个分区只属于单个主题,很多时候也会把分区称为主题分区(Topic-Partition)。同一主题下的不同分区包含的消息是不同的,分区在存储层面可以看作一个可追加的日志(Log)文件,消息在被追加到分区日志文件的时候都会分配一个特定的偏移量(offset)。offset是消息在分区中的唯一标识,Kafka通过它来保证消息在分区内的顺序性,不过offset并不跨越分区,也就是说,Kafka保证的是分区有序而不是主题有序。

    如图 1-2 所示,主题中有 4 个分区,消息被顺序追加到每个分区日志文件的尾部。Kafka中的分区可以分布在不同的服务器(broker)上,也就是说,一个主题可以横跨多个broker,以此来提供比单个broker更强大的性能。
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    Kafka 为分区引入了多副本(Replica)机制,通过增加副本数量可以提升容灾能力。同一分区的不同副本中保存的是相同的消息(在同一时刻,副本之间并非完全一样),副本之间是“一主多从”的关系,其中leader副本负责处理读写请求,follower副本只负责与leader副本的消息同步。副本处于不同的broker中,当leader副本出现故障时,从follower副本中重新选举新的leader副本对外提供服务。Kafka通过多副本机制实现了故障的自动转移,当Kafka集群中某个broker失效时仍然能保证服务可用。

    Kafka 消费端也具备一定的容灾能力。Consumer 使用拉(Pull)模式从服务端拉取消息,并且保存消费的具体位置,当消费者宕机后恢复上线时可以根据之前保存的消费位置重新拉取需要的消息进行消费,这样就不会造成消息丢失。

    分区中的所有副本统称为AR(Assigned Replicas)。所有与leader副本保持一定程度同步的副本(包括leader副本在内)组成ISR(In-Sync Replicas),ISR集合是AR集合中的一个子集。消息会先发送到leader副本,然后follower副本才能从leader副本中拉取消息进行同步,同步期间内follower副本相对于leader副本而言会有一定程度的滞后。前面所说的“一定程度的同步”是指可忍受的滞后范围,这个范围可以通过参数进行配置。与leader副本同步滞后过多的副本(不包括leader副本)组成OSR(Out-of-Sync Replicas),由此可见,AR=ISR+OSR。在正常情况下,所有的 follower 副本都应该与 leader 副本保持一定程度的同步,即 AR=ISR,OSR集合为空。

    leader副本负责维护和跟踪ISR集合中所有follower副本的滞后状态,当follower副本落后太多或失效时,leader副本会把它从ISR集合中剔除。如果OSR集合中有follower副本“追上”了leader副本,那么leader副本会把它从OSR集合转移至ISR集合。默认情况下,当leader副本发生故障时,只有在ISR集合中的副本才有资格被选举为新的leader,而在OSR集合中的副本则没有任何机会(不过这个原则也可以通过修改相应的参数配置来改变)。

    ISR与HW和LEO也有紧密的关系。HW是High Watermark的缩写,俗称高水位,它标识了一个特定的消息偏移量(offset),消费者只能拉取到这个offset之前的消息。

    如图 1-4 所示,它代表一个日志文件,这个日志文件中有 9 条消息,第一条消息的offset(LogStartOffset)为0,最后一条消息的offset为8,offset为9的消息用虚线框表示,代表下一条待写入的消息。日志文件的HW为6,表示消费者只能拉取到offset在0至5之间的消息,而offset为6的消息对消费者而言是不可见的。
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    LEO是Log End Offset的缩写,它标识当前日志文件中下一条待写入消息的offset,图1-4中offset为9的位置即为当前日志文件的LEO,LEO的大小相当于当前日志分区中最后一条消息的offset值加1。分区ISR集合中的每个副本都会维护自身的LEO,而ISR集合中最小的LEO即为分区的HW,对消费者而言只能消费HW之前的消息。

    如图 1-7 所示,在某一时刻follower1完全跟上了leader副本而follower2只同步了消息3,如此leader副本的LEO为5,follower1的LEO为5,follower2的LEO为4,那么当前分区的HW取最小值4,此时消费者可以消费到offset为0至3之间的消息。
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    Kafka使用的这种ISR的方式则有效地权衡了数据可靠性和性能之间的关系。

    生产与消费
    java演示
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    1.服务端参数配置
    kafka的服务端参数都配置在$KAFKA_HOME/config/server.properties文件中。

    zookeeper.connect

    该参数指明broker要连接的ZooKeeper集群的服务地址(包含端口号),没有默认值,且此参数为必填项。可以配置为localhost:2181,如果ZooKeeper集群中有多个节点,则可以用逗号将每个节点隔开,类似于 localhost1:2181,localhost2:2181,localhost3:2181这种格式。最佳的实践方式是再加一个chroot路径,这样既可以明确指明该chroot路径下的节点是为Kafka所用的,也可以实现多个Kafka集群复用一套ZooKeeper集群,这样可以节省更多的硬件资源。包含 chroot 路径的配置类似于 localhost1:2181,localhost2:2181,localhost3:2181/kafka这种,如果不指定chroot,那么默认使用ZooKeeper的根路径。

    listeners

    该参数指明broker监听客户端连接的地址列表,即为客户端要连接broker的入口地址列表,配置格式为 protocol1://hostname1:port1,protocol2://hostname2:port2,其中protocol代表协议类型,Kafka当前支持的协议类型有PLAINTEXT、SSL、SASL_SSL等,如果未开启安全认证,则使用简单的PLAINTEXT即可.如果不指定主机名,则表示绑定默认网卡,注意有可能会绑定到127.0.0.1,这样无法对外提供服务,所以主机名最好不要为空

    broker.id

    该参数用来指定Kafka集群中broker的唯一标识,默认值为-1。如果没有设置,那么Kafka会自动生成一个。

    log.dir和log.dirs

    Kafka 把所有的消息都保存在磁盘上,而这两个参数用来配置 Kafka 日志文件存放的根目录。一般情况下,log.dir 用来配置单个根目录,而 log.dirs 用来配置多个根目录(以逗号分隔),但是Kafka并没有对此做强制性限制,也就是说,log.dir和log.dirs都可以用来配置单个或多个根目录。log.dirs 的优先级比 log.dir 高,但是如果没有配置log.dirs,则会以 log.dir 配置为准。默认情况下只配置了 log.dir 参数,其默认值为/tmp/kafka-logs。

    message.max.bytes

    该参数用来指定broker所能接收消息的最大值,默认值为1000012(B),约等于976.6KB。如果 Producer 发送的消息大于这个参数所设置的值,那么(Producer)就会报出RecordTooLargeException的异常。如果需要修改这个参数,那么还要考虑max.request.size(客户端参数)、max.message.bytes(topic端参数)等参数的影响。为了避免修改此参数而引起级联的影响,建议在修改此参数之前考虑分拆消息的可行性。

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