Kafka技术知识总结之六——Kafka负载均衡策略

接上篇《Kafka技术知识总结之五——Kafka的高可用性》

六. Kafka负载均衡策略

6.1 分区器

分区器是生产者层面的负载均衡。Kafka 生产者生产消息时，根据分区器将消息投递到指定的分区中，所以 Kafka 的负载均衡很大程度上依赖于分区器。
Kafka 默认的分区器是 Kafka 提供的 DefaultPartitioner。它的分区策略是根据 Key 值进行分区分配的：

• 如果 key 不为 null：对 Key 值进行 Hash 计算，从所有分区中根据 Key 的 Hash 值计算出一个分区号；拥有相同 Key 值的消息被写入同一个分区；
• 如果 key 为 null：消息将以轮询的方式，在所有可用分区中分别写入消息。

如果不想使用 Kafka 默认的分区器，用户可以实现 Partitioner 接口，自行实现分区方法。

注：

1. 在笔者的理解中，分区器的负载均衡与顺序性有着一定程度上的矛盾。

• 负载均衡的目的是将消息尽可能平均分配，对于 Kafka 而言，就是尽可能将消息平均分配给所有分区；
• 如果使用 Kafka 保证顺序性，则需要利用到 Kafka 的分区顺序性的特性。
• 对于需要保证顺序性的场景，通常会利用 Key 值实现分区顺序性，那么所有 Key 值相同的消息就会进入同一个分区。这样的情况下，对于大量拥有相同 Key 值的消息，会涌入同一个分区，导致一个分区消息过多，其他分区没有消息的情况，即与负载均衡的思想相悖。

2. 并非分区数量越多，效率越高：

• Topic 每个 partition 在 Kafka 路径下都有一个自己的目录，该目录下有两个主要的文件：base_offset.log 和 base_offset.index。Kafka 服务端的 ReplicaManager 会为每个 Broker 节点保存每个分区的这两个文件的文件句柄。所以如果分区过多，ReplicaManager 需要保持打开状态的文件句柄数也就会很多。
• 每个 Producer, Consumer 进程都会为分区缓存消息，如果分区过多，缓存的消息越多，占用的内存就越大；
• n 个分区有 1 个 Leader，(n-1) 个 Follower，如果运行过程中 Leader 挂了，则会从剩余 (n-1) 个 Followers 中选举新 Leader；如果有成千上万个分区，那么需要很长时间的选举，消耗较大的性能。

6.2 再均衡

再均衡是消费者层面的负载均衡，具体见前面的第四章讲解内容。