打怪升级之小白的大数据之旅(七十四)＜初识Kafka＞

Posted 2021-07-03 GaryLea

打怪升级之小白的大数据之旅(七十四)

初识Kafka

引言

学完Flume之后，接下来将为大家带来Kafka相关的知识点，在工作中，Kafka和Flume经常会搭配使用，那么Kafka究竟是什么呢？让我们开始今天的内容吧

Kafka地图

惯例，首先介绍kafka整个知识点的脉络，然后再详细为大家带来详细的知识点

• kafka概述
  • kafka是什么？有什么应用场景，它的架构是什么?
• kafka常用shell指令
  • 如何操作kafka
• kafka原理
  • kafka它究竟是怎么实现的
• 消息发送流程
  • kafka消息是怎么发送的

kafka概述

kafka是什么

按照官方的描述：kafka是基于发布/订阅的消息队列

想象上图中，这些人都预定今日头条的报纸，那么当今天的报纸印刷后，就会给每个人都发送一份，如果有人没有订阅该报纸，当然他就不会得到这份报纸，这就是发布/订阅的消息队列

kafka应用场景

kafka的应用场景主要有两大类

• 用于实时场景，当有高并发场景时，可以通过kafka进行削峰
  • 举个栗子，秒杀活动中，可能同时会有海量的数据进来，此时服务器压力会很大，如果我们购买大量的服务器来解决这个高并发问题，等秒杀活动结束后，就会有大量服务器处于闲置状态
• 用于离线场景，通常配合Flume用于缓冲
  • Flume的channel容量有限，当有大量数据通过source进行获取时，可能会造成channel容量溢出，所以可以通过kafka来减少flume的压力

kafka基础架构

kafka架构

• Producer: 生产者

  • 向Topic写入消息

• Topic：主题

  • 消息存储在Topic中,在工作中一般是一个业务一个主题

• Partition：分区

  • topic的一个分段，topic为了实现分布式存储，将一个Topic划分为多个partition,每个分区存储在不同的节点上
  • 好处:
    1、实现topic的分布式存储
    2、提高的生产者、消费者的并发度
  • 一个partition只能被消费者组中一个消费者所消费

• 副本：

  • 因为partition存储在不同节点，为了防止因节点宕机导致数据丢失，保证数据的完整性，提供了副本机制

• ConsumerGroup 消费者组

  • 消费者组中有多个消费者。组中消费者的个数最好 = topic分区数
  • 如果消费者组中消费者个数>topic分区数,此时有个别消费者没有分区可以消费
  • 如果消费者组中消费者个数<topic分区数,此时有个别消费者需要消费多个分区的数据

• Consumer

  • 消费者，向kafka拉取数据

• broker kafka节点

  • 用于存储分区数据

• leader: 副本中的一个角色,

  • produer写入数据以及消费者消费数据都找分区的leader

• follower: 副本中的一个角色

  • follower同步leader的数据,如果leader宕机,会选举出一个新leader

• zookeeper:

  • 后续kafka通过zk监听broker状态,leader选举等都依赖zk

• offset: 偏移量

  • offset是每个分区数据的唯一标识,后续消费者组消费分区数据之后会记录下一次应该从哪个offset拉取数据

kafka安装

kafka下载地址：http://kafka.apache.org/downloads
因为是分布式，所以我们需要配置kafka集群

集群配置

第一步：下载安装包完成后，将安装包存储到服务器中，我这里还是存储到 /opt/modult/software中

第二步：安装kafka，直接解压即可

tar -zxvf kafka安装包名称 -C /opt/module

第三步：修改kafka名称[可以选择不改]

mv /opt/module/kafka带版本号的名称 kafka 

第四步：设置环境变量

sudo vim /etc/profile.d/my_env.sh
#KAFKA_HOME
export KAFKA_HOME=/opt/module/kafka
export PATH=$PATH:$KAFKA_HOME/bin

第五步：分发配置文件并重置环境变量

sudo /home/garylea/bin/xsync /etc/profile.d/my_env.sh
hadoop113、114节点分别执行
source /etc/profile.d/my_env.sh

第六步：配置kafka集群参数

#修改配置参数
vim /opt/module/kafka/config/server.properties 
# 修改broker.id
broker.id=2
# 修改kafka数据保存路径
log.dirs=/opt/module/kafka/data
# 修改kafka zk的节点连接ip，指定kafka在zookeeper的存储节点名称
zookeeper.connect=hadoop112:2181,hadoop113:2181,hadoop114:2181/kafka

第七步：分发kafka到其他节点，并修改对应的broker.id

xsync /opt/module/kafka 
# hadoop113的broker.id
vim /opt/module/kafka/config/server.properties 
broker.id=3

# hadoop114的broker.id
vim /opt/module/kafka/config/server.properties 
broker.id=4

第八步：测试启动kafka

分别启动kafka
bin/kafka-server-start.sh -daemon /opt/module/kafka/config/server.properties

第九步：编写一键启动脚本

• 因为启动kafka集群需要在每一台节点都运行启动命令，所以我们可以通过shell脚本来完成一键启动kafka集群

	# 编写一键启动脚本
vim /home/garylea/bin/mykafka
# 编写完毕后，添加权限
chmod +x /home/garylea/bin/mykafka
	#! /bin/bash
	#1、判断参数是否传入
	if [ $# -lt 1 ]
	then
	        echo "必须传入参数...."
	        exit
	fi
	
	#2、根据参数匹配执行
	case $1 in
	"start")
	        for host in hadoop112 hadoop113 hadoop114
	        do
	                echo "=============================$host========================="
	                ssh $host "/opt/module/kafka/bin/kafka-server-start.sh -daemon /opt/module/kafka/config/server.properties"
	        done
	;;
	"stop")
	        for host in hadoop112 hadoop113 hadoop114
	        do
	                echo "=============================$host========================="
	                ssh $host "/opt/module/kafka/bin/kafka-server-stop.sh"
	        done
	;;
	"status")
	        for host in hadoop112 hadoop113 hadoop114
	        do
	                pid=$(ssh $host "ps -ef | grep server.properties | grep -v grep")
	                [ "$pid" ] && echo "$host kafka进程正常" || echo "$host kafka不存在或者异常"
	        done
	;;
	*)
	        echo "参数输入错误....."
	;;
	esac

kafka常用指令

通过shell指令来操作kafka，当然了，实际开发中，我们使用的API来操作kafka

topic相关

    # 1、创建topic:
     bin/kafka-topics.sh --create --boostrap-server borker主机:9092,broker主机:9092,.. --partitions 分区数 --replication-factor 副本数 --topic topic名称
    # 2、查看集群所有的topic: 
    bin/kafka-topics.sh --list --boostrap-server borker主机:9092,broker主机:9092,..
    # 3、查看某个topic详细信息: 
    bin/kafka-topics.sh --describe --boostrap-server borker主机:9092,broker主机:9092,.. --topic topic名称
  	# 4、修改topic[只能修改分区数,只能增大分区]:
     bin/kafka-topics.sh --alter --topic topic名称 --boostrap-server borker主机:9092,broker主机:9092,.. --partitions 分区数
    # 5、删除topic: 
    bin/kafka-topics.sh --delete --topic topic名称 --boostrap-server borker主机:9092,broker主机:9092,..

生产者相关

 bin/kafka-console-producer.sh --broker-list borker主机:9092,broker主机:9092,.. --topic topic名称

消费者相关:

bin/kafka-console-consumer.sh --boostrap-server borker主机:9092,broker主机:9092,.. --topic topic名称 [--from-beginning] [--group 消费者组id] --from-beginning : 代表消费者从最开始的offset开始消费

总结

本章介绍了kafka的基本概念、安装以及shell相关操作指令，下一章，为大家带来kafka的原理介绍