记录kafka上线N天后自动崩溃的bug分析和优化策略
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最近偶遇一个逆天大bug。kafka运行一段时间(第一次7天，第二次5天)，三个kafka进程自动全部挂掉。翻看日志，只有state-change.log有报错信息，其他日志均为INFO信息。报错内容如下：
ERROR [Controller id=3 epoch=3] Controller 3 epoch 3 failed to change state for partition GL_t_com_standard_band9-0 from OfflinePartition to OnlinePartition (state.change.logger)
kafka.common.StateChangeFailedException: Failed to elect leader for partition GL_t_com_standard_band9-0 under strategy OfflinePartitionLeaderElectionStrategy(false)
kafka版本为2.8，每个topic（除了__consumer_offsets是默认的50partition，其余topic全部是1partition 和 1replication）的partition全部报错一次,然后三个进程一起down。看报错，很明显，OfflinePartition转化为OnlinePartition状态时，需要找到最新的leader，但是找不到（leader和follower都是自己），导致状态转换失败。
一、分析报错：
OfflinePartition状态产生的原因有两个：
1.当有 Broker 掉线时，将 leader 在这个机器上的 Partition 设置为 OfflinePartition
2.Topic 删除成功后，中间会将该 Partition 的状态先转变为 OfflinePartition
这里显然没有删除操作，而broker掉线的原因有：
1.真的挂了
2.ZK延迟接收心跳认为broker挂了
3.Follower节点没有及时响应Leader节点，Leader认为Follower挂了。
显然，原因只能是2和3。而topic只有1个replication。此时，leader和follower，ISR都在同一个节点。那么
(1)zk延迟接收心跳
(2)kafka内部通信(akka线程)延迟
(3)ISR=1,挂掉后不能重新选举
(4)写入速度太快，leader不堪重负
这些是broker宕机直接原因。而根本原因，包括不限于：1.内存满 2.磁盘读写瓶颈 3.CPU满 4.GC 5.网络丢包 6.flink写数据太快 7.同步写的方式造成磁盘内存压力等等。
通过grafana观测，排除cpu，内存和磁盘，这三项负载都没有问题，峰值网络2M/s的IO，排除flink写过快问题(这点吞吐量还是没问题的)，所以无需优化 异步写，增大写缓存 和 增大溢写磁盘频率 这些写优化。剩下的GC，网络，副本数，一个一个来。
二、解决调优
（1）查看gc频率:
不算高，上线1天gc 3000次，平均30秒 gc 1次。不过还是果断修改kafka-server-start.sh : export KAFKA_HEAP_OPTS="-Xmx2G -Xms2G (默认堆内存1G)
（2）网络和丢包：
丢包是服务器网卡和数据量的问题，没办法解决，但是可以解决kafka内部消息传输的问题。修改：num.network.threads=4 --网路线程数
replica.lag.time.max.ms=10000 --follower响应leader的延迟时间，默认500秒
zookeeper.session.timeout.ms=36000 --增大与zk交互的延迟默认18000秒
broker.heartbeat.interval.ms=4 --增大broker之间心跳发送频率默认2秒
提高节点之间交互线程数，提高节点间交互延迟时间，降低心跳频率和延迟时间。以上操作均为提高容错：降低网络波动带来的误认为broker挂掉的问题。
（3）ISR为1，选举新leader直接失败：
default.replication.factor=3
offsets.topic.replication.factor=3
transaction.state.log.replication.factor=3
transaction.state.log.min.isr=3
修改副本数，这样即使出现问题，leader可以重新选举，提高的容错。
最后重新上线，这次观察一下日志，看看kafka能坚持几天。如果后续依旧报错，再回来总结这篇文章。
附上kafka分区状态转换详情：https://www.cnblogs.com/zhy-heaven/p/10994193.html
附上kafka 2.8版本配置大全：https://kafka.apache.org/28/documentation.html