1.kafka基础架构

Posted 2020-11-24 zhqin

kafka基础架构

什么是kafka？

Kafka是一个分布式的基于发布/订阅模式的消息队列，主要应用于大数据实时处理领域。

1.什么是消息队列？

2.使用消息队列的好处

1）解耦
允许你独立的扩展或修改两边的处理过程，只要确保它们遵守同样的接口约束。
2）可恢复性
系统的一部分组件失效时，不会影响到整个系统。消息队列降低了进程间的耦合度，所以即使一个处理消息的进程挂掉，加入队列中的消息仍然可以在系统恢复后被处理。
3）缓冲
有助于控制和优化数据流经过系统的速度，解决生产消息和消费消息的处理速度不一致的情况。
4）灵活性 & 峰值处理能力
在访问量剧增的情况下，应用仍然需要继续发挥作用，但是这样的突发流量并不常见。如果为以能处理这类峰值访问为标准来投入资源随时待命无疑是巨大的浪费。使用消息队列能够使关键组件顶住突发的访问压力，而不会因为突发的超负荷的请求而完全崩溃。
5）异步通信
很多时候，用户不想也不需要立即处理消息。消息队列提供了异步处理机制，允许用户把一个消息放入队列，但并不立即处理它。想向队列中放入多少消息就放多少，然后在需要的时候再去处理它们。

3.如何理解kafka的“分布式”

一说到分布式就应该想到多台机器，并且更应该想到的就是分区，kafka的分区是针对它的topic，对topic进行分区，topic进行分区之后，如若topic数据量变大，那么增加分区即可。如何增加分区？增加节点就可以搞定，相比不分区的一台节点而言，kafka对于topic的分区增加了横向扩展性，相比于不分区的一个节点来说，生产者(Producer)可以向多个分区(多个节点)同时并行发送文件，这样也提高了吞吐量。

为了配合分区的设计，提出消费者足的概念，组内每个消费者并行消费。

为了提高可用性，为每个partition增加若干副本，类似于NameNode的HA。

一些概念术语：

1）Producer ：消息生产者，就是向kafka broker发消息的客户端；
2）Consumer ：消息消费者，向kafka broker取消息的客户端；
3）Consumer Group （CG）：消费者组，由多个consumer组成。消费者组内每个消费者负责消费不同分区的数据，一个分区只能由一个消费者消费；消费者组之间互不影响。所有的消费者都属于某个消费者组，即消费者组是逻辑上的一个订阅者。
4）Broker ：一台kafka服务器就是一个broker。一个集群由多个broker组成。一个broker可以容纳多个topic。
5）Topic ：可以理解为一个队列，生产者和消费者面向的都是一个topic；
6）Partition：为了实现扩展性，一个非常大的topic可以分布到多个broker（即服务器）上，一个topic可以分为多个partition，每个partition是一个有序的队列；
7）Replica：副本，为保证集群中的某个节点发生故障时，该节点上的partition数据不丢失，且kafka仍然能够继续工作，kafka提供了副本机制，一个topic的每个分区都有若干个副本，一个leader和若干个follower。
8）leader：每个分区多个副本的“主”，生产者发送数据的对象，以及消费者消费数据的对象都是leader。
(这意味着副本中除了leader直接和生产者和消费者直接打交道外，follower只负责完成和leader同步数据的工作，只有当leader挂掉之后，follower才会可能当选为leader，继续完成和生产者和消费者之间的工作)
9）follower：每个分区多个副本中的“从”，实时从leader中同步数据，保持和leader数据的同步。leader发生故障时，某个follower会成为新的follower。