Kafka入门

kafka是什么、使用场景

kafka是一个高吞吐的分布式消息队列系统。特点是生产者消费者模式，先进先出（FIFO）保证顺序，自己不丢数据，默认每隔7天清理数据。消息列队常见场景：系统之间解耦合、峰值压力缓冲、异步通信。

kafka生产消息、存储消息、消费消息

Kafka架构是由producer（消息生产者）、consumer（消息消费者）、borker(kafka集群的server，负责处理消息读、写请求，存储消息，在kafka cluster这一层这里，其实里面是有很多个broker)、topic（消息队列/分类相当于队列，里面有生产者和消费者模型）、zookeeper(元数据信息存在zookeeper中，包括：存储消费偏移量，topic话题信息，partition信息) 这些部分组成。
kafka里面的消息是有topic来组织的，简单的我们可以想象为一个队列，一个队列就是一个topic，然后它把每个topic又分为很多个partition，这个是为了做并行的，在每个partition内部消息强有序，相当于有序的队列，其中每个消息都有个序号offset，比如0到12，从前面读往后面写。一个partition对应一个broker，一个broker可以管多个partition，比如说，topic有6个partition，有两个broker，那每个broker就管3个partition。这个partition可以很简单想象为一个文件，当数据发过来的时候它就往这个partition上面append，追加就行，消息不经过内存缓冲，直接写入文件，kafka和很多消息系统不一样，很多消息系统是消费完了我就把它删掉，而kafka是根据时间策略删除，而不是消费完就删除，在kafka里面没有一个消费完这么个概念，只有过期这样一个概念。
producer自己决定往哪个partition里面去写，这里有一些的策略，譬如如果hash，不用多个partition之间去join数据了。consumer自己维护消费到哪个offset，每个consumer都有对应的group，group内是queue消费模型（各个consumer消费不同的partition，因此一个消息在group内只消费一次），group间是publish-subscribe消费模型，各个group各自独立消费，互不影响，因此一个消息在被每个group消费一次。

kafka的特点

1.系统的特点
生产者消费者模型，FIFO
Partition内部是FIFO的，partition之间呢不是FIFO的，当然我们可以把topic设为一个partition，这样就是严格的FIFO。
2.高性能
单节点支持上千个客户端，百MB/s吞吐，接近网卡的极限
3.持久性
消息直接持久化在普通磁盘上且性能好
直接写到磁盘中去，就是直接append到磁盘里去，这样的好处是直接持久化，数据不会丢失，第二个好处是顺序写，然后消费数据也是顺序的读，所以持久化的同时还能保证顺序，比较好，因为磁盘顺序读比较好。
4.分布式
数据副本冗余、流量负载均衡、可扩展
分布式，数据副本，也就是同一份数据可以到不同的broker上面去，也就是当一份数据，磁盘坏掉的时候，数据不会丢失，比如3个副本，就是在3个机器磁盘都坏掉的情况下数据才会丢，在大量使用情况下看这样是非常好的，负载均衡，可扩展，在线扩展，不需要停服务。
5.很灵活
消息长时间持久化+Client维护消费状态
消费方式非常灵活，第一原因是消息持久化时间跨度比较长，一天或者一星期等，第二消费状态自己维护消费到哪个地方了可以自定义消费偏移量。

kafka集群搭建

1.上传kafka_2.10-0.8.2.2.tgz包到三个不同节点上，解压

2.配置../ kafka_2.10-0.8.2.2/config/server.properties文件
节点编号：（不同节点按0,1,2,3整数来配置）

真实数据存储位置：

zookeeper的节点：

3.启动zookeeper集群。
4.三个节点上，启动kafka:

bin/kafka-server-start.sh   config/server.properties

最好使用自己写的脚本启动，将启动命令写入到一个文件：
（放在与bin同一级别下，注意创建后要修改权限：chmod 755 startkafka.sh）

nohup bin/kafka-server-start.sh   config/server.properties > kafka.log 2>&1 &

5.相关命令
创建topic：

./kafka-topics.sh --zookeeper node3:2181,node4:2181,node5:2181  --create --topic topic2017 --partitions 3 --replication-factor 3

用一台节点控制台来当kafka的生产者：

./kafka-console-producer.sh  --topic  topic2017 
--broker-list node1:9092,node2:9092,node3:9092

用另一台节点控制台来当kafka的消费者：

./kafka-console-consumer.sh --zookeeper node3:2181,node4:2181,node5:2181 --topic topic2017

查看kafka中topic列表:

./kafka-topics.sh  --list --zookeeper node3:2181,node4:2181,node5:2181

查看kafka中topic的描述：

./kafka-topics.sh --describe --zookeeper node3:2181,node4:2181,node5:2181  --topic topic2017

注意：ISR是检查数据的完整性有哪些个节点。
查看zookeeper中topic相关信息：
（1）启动zookeeper客户端：

./zkCli.sh

（2）查看topic相关信息：

ls /brokers/topics

（3）查看消费者相关信息：

ls /consumers

6.删除kafka中的数据
（1）在kafka集群中删除topic，当前topic被标记成删除

./kafka-topics.sh --zookeeper node3:2181,node4:2181,node5:2181 --delete --topic t1205

在每台broker节点上删除当前这个topic对应的真实数据。
（2）进入zookeeper客户端，删除topic信息

rmr /brokers/topics/t1205

（3）删除zookeeper中被标记为删除的topic信息

rmr /admin/delete_topics/t1205

kafka的leader的均衡机制

当一个broker停止或者crashes时，所有本来将它作为leader的分区将会把leader转移到其他broker上去，极端情况下，会导致同一个leader管理多个分区，导致负载不均衡，同时当这个broker重启时，如果这个broker不再是任何分区的leader,kafka的client也不会从这个broker来读取消息，从而导致资源的浪费。
kafka中有一个被称为优先副本（preferred replicas）的概念。如果一个分区有3个副本，且这3个副本的优先级别分别为0,1,2，根据优先副本的概念，0会作为leader 。当0节点的broker挂掉时，会启动1这个节点broker当做leader。当0节点的broker再次启动后，会自动恢复为此partition的leader。不会导致负载不均衡和资源浪费，这就是leader的均衡机制。
在配置文件conf/ server.properties中配置开启（默认就是开启）：

auto.leader.rebalance.enable true