springboot：整合Kafka

springboot：整合Kafka

一、环境配置

依赖

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.kafkagroupId>
            <artifactId>spring-kafkaartifactId>
        dependency>

yaml配置

spring:
  application:
    name: demo

  kafka:
    bootstrap-servers: 1.14.252.45:19092,1.14.252.45:19093,1.14.252.45:19094
    producer: # producer 生产者
      retries: 0 # 重试次数
      acks: 1 # 应答级别:多少个分区副本备份完成时向生产者发送ack确认(可选0、1、all/-1)
      batch-size: 16384 # 批量大小
      buffer-memory: 33554432 # 生产端缓冲区大小
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
      value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
    consumer: # consumer消费者
      group-id: javagroup # 默认的消费组ID
      enable-auto-commit: true # 是否自动提交offset
      auto-commit-interval: 100  # 提交offset延时(接收到消息后多久提交offset)

      # earliest:当各分区下有已提交的offset时，从提交的offset开始消费；无提交的offset时，从头开始消费
      # latest:当各分区下有已提交的offset时，从提交的offset开始消费；无提交的offset时，消费新产生的该分区下的数据
      # none:topic各分区都存在已提交的offset时，从offset后开始消费；只要有一个分区不存在已提交的offset，则抛出异常
      auto-offset-reset: latest
      key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer

二、springboot整合Kafka

简单demo

下面示例创建了一个生产者，发送消息到topic1，消费者监听topic1消费消息。监听器用@KafkaListener注解，topics表示监听的topic，支持同时监听多个，用英文逗号分隔。

KafkaTemplate调用send时默认采用异步发送，如果需要同步获取发送结果，调用get方法

@RestController
public class KafkaController {

    @Autowired
    private KafkaTemplate<String, Object> kafkaTemplate;

    @GetMapping("/kafka/normal/{message}")
    public void sendMessage1(@PathVariable("message") String normalMessage) {
        kafkaTemplate.send("topic1", normalMessage);
    }

    @KafkaListener(topics = {"topic1"})
    public void onMessage1(ConsumerRecord<?, ?> record){
        // 消费的哪个topic、partition的消息,打印出消息内容
        System.out.println("简单消费："+record.topic()+"-"+record.partition()+"-"+record.value());
    }
}

带回调的生产者

kafkaTemplate提供了一个回调方法addCallback，我们可以在回调方法中监控消息是否发送成功 或 失败时做补偿处理，有两种写法

@GetMapping("/kafka/callbackOne/{message}")
public void sendMessage2(@PathVariable("message") String callbackMessage) {
    kafkaTemplate.send("topic1", callbackMessage).addCallback(success -> {
        // 消息发送到的topic
        String topic = success.getRecordMetadata().topic();
        // 消息发送到的分区
        int partition = success.getRecordMetadata().partition();
        // 消息在分区内的offset
        long offset = success.getRecordMetadata().offset();
        System.out.println("发送消息成功:" + topic + "-" + partition + "-" + offset);
    }, failure -> {
        System.out.println("发送消息失败:" + failure.getMessage());
    });
}

 @GetMapping("/kafka/callbackTwo/{message}")
    public void sendMessage3(@PathVariable("message") String callbackMessage) {
        kafkaTemplate.send("topic1", callbackMessage).addCallback(new ListenableFutureCallback<SendResult<String, Object>>() {
            @Override
            public void onFailure(Throwable ex) {
                System.out.println("发送消息失败："+ex.getMessage());
            }

            @Override
            public void onSuccess(SendResult<String, Object> result) {
                System.out.println("发送消息成功：" + result.getRecordMetadata().topic() + "-"
                        + result.getRecordMetadata().partition() + "-" + result.getRecordMetadata().offset());
            }
        });
    }

分区策略

我们知道，kafka中每个topic被划分为多个分区，那么生产者将消息发送到topic时，具体追加到哪个分区呢？这就是所谓的分区策略，Kafka 为我们提供了默认的分区策略，同时它也支持自定义分区策略。其路由机制为

• 若发送消息时指定了分区（即自定义分区策略），则直接将消息append到指定分区
• 若发送消息时未指定 patition，但指定了 key（kafka允许为每条消息设置一个key），则对key值进行hash计算，根据计算结果路由到指定分区，这种情况下可以保证同一个 Key 的所有消息都进入到相同的分区
• patition 和 key 都未指定，则使用kafka默认的分区策略，轮询选出一个 patition

验证默认分区策略

创建一个first分区，分区分别为0,1,2

docker部署kafdrop可视化界面

docker run -dit -p --name kafdrop 9000:9000 -e JVM_OPTS="-Xms32M -Xmx64M" -e KAFKA_BROKERCONNECT=1.14.252.45:19092,1.14.252.45:19093,1.14.252.45:19094 -e SERVER_SERVLET_CONTEXTPATH="/" obsidiandynamics/kafdrop

 	//指定分区发送，不管key是什么，到同一个分区
    @GetMapping("/kafka/partitionSend/{key}")
    public void setPartition(@PathVariable("key") String key) {
        kafkaTemplate.send("first", 0, key, "key=" + key + "，msg=指定0号分区");
    }

    //指定key发送，不指定分区，根据key做hash，相同key到同一个分区
    @GetMapping("/kafka/keysend/{key}")
    public void setKey(@PathVariable("key") String key) {
        kafkaTemplate.send("first", key, "key=" + key + "，msg=不指定分区");
    }

	@KafkaListener(topics = {"first"},topicPattern = "0")
    public void onMessage(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("partition=0,message:[{}]", msg);
        }
    }

    @KafkaListener(topics = {"first"},topicPattern = "1")
    public void onMessage1(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("partition=1,message:[{}]", msg);
        }
    }

    @KafkaListener(topics = {"first"},topicPattern = "2")
    public void onMessage2(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("partition=1,message:[{}]", msg);
        }
    }

测试

启动项目，可以看到

访问设置key，不设置分区，可以看到key相同的被hash到了同一个分区

访问设置分区，并且设置key的，可以看到这里是根据设置的分区来设置的

自定义分区策略

新建一个分区器类实现Partitioner接口，重写方法，其中partition方法的返回值就表示将消息发送到几号分区

public class CustomizePartitioner implements Partitioner {
    @Override
    public int partition(String topic, Object key, byte[] keyBytes, Object value, byte[] valueBytes, Cluster cluster) {
        //定义自己的分区策略,如果key以0开头，发到0号分区,其他都扔到1号分区
        String keyStr = key+"";
        if (keyStr.startsWith("0")){
            return 0;
        }else {
            return 1;
        }
    }

    @Override
    public void close() {
    }

    @Override
    public void configure(Map<String, ?> configs) {
    }
}

自定义配置类

@Configuration
public class MyPartitionTemplate {

    @Value("${spring.kafka.bootstrap-servers}")
    private String bootstrapServers;

    KafkaTemplate<String,String> kafkaTemplate;

    @PostConstruct
    public void setKafkaTemplate() {
        Map<String, Object> props = new HashMap<>();
        props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, bootstrapServers);
        props.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringSerializer.class);
        props.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringSerializer.class);
        //注意分区器在这里！！！
        props.put(ProducerConfig.PARTITIONER_CLASS_CONFIG, CustomizePartitioner.class);
        this.kafkaTemplate = new KafkaTemplate<String, String>(new DefaultKafkaProducerFactory<>(props));
    }

    public KafkaTemplate<String,String> getKafkaTemplate(){
        return kafkaTemplate;
    }
}

编写接口

@Autowired
    private MyPartitionTemplate myPartitionTemplate;

    @GetMapping("/kafka/myPartitionSend/{key}")
    public void setPartition3(@PathVariable("key") String key) {
        myPartitionTemplate.getKafkaTemplate().send("first", key,"key="+key+"，msg=自定义分区策略");
    }

指定topic、partition、offset消费

    /**
     * @Title 指定topic、partition、offset消费
     * @Description 同时监听topic1和topic2，监听topic1的0号分区、topic2的 "0号和1号" 分区，指向1号分区的offset初始值为8
     **/
    @KafkaListener(id = "consumer1",groupId = "felix-group",topicPartitions = {
            @TopicPartition(topic = "topic1", partitions = { "0" }),
            @TopicPartition(topic = "topic2", partitions = "0", partitionOffsets = @PartitionOffset(partition = "1", initialOffset = "8"))
    })
    public void onMessage3(ConsumerRecord<?, ?> record) {
        System.out.println("topic:"+record.topic()+"|partition:"+record.partition()+"|offset:"+record.offset()+"|value:"+record.value());
    }

topics和topicPartitions不能同时使用

批量消费

配置application.properties

 设置批量消费
spring.kafka.listener.type=batch
# 批量消费每次最多消费多少条消息
spring.kafka.consumer.max-poll-records=50

接收消息时用List来接收，监听代码如下

    @KafkaListener(id = "consumer2",groupId = "felix-group", topics = "topic1")
    public void onMessage3(List<ConsumerRecord<?, ?>> records) {
        System.out.println(">>>批量消费一次，records.size()="+records.size());
        for (ConsumerRecord<?, ?> record : records) {
            System.out.println(record.value());
        }
    }

ConsumerAwareListenerErrorHandler 异常处理器

新建一个 ConsumerAwareListenerErrorHandler 类型的异常处理方法，用@Bean注入，BeanName默认就是方法名，然后我们将这个异常处理器的BeanName放到@KafkaListener注解的errorHandler属性里面，当监听抛出异常的时候，则会自动调用异常处理器

    @Bean
    public ConsumerAwareListenerErrorHandler consumerAwareErrorHandler() {
        return (message, exception, consumer) -> {
            System.out.println("消费异常："+message.getPayload());
            return null;
        };
    }

    // 将这个异常处理器的BeanName放到@KafkaListener注解的errorHandler属性里面
    @KafkaListener(topics = {"topic1"},errorHandler = "consumerAwareErrorHandler")
    public void onMessage4(ConsumerRecord<?, ?> record) throws Exception {
        throw new Exception("简单消费-模拟异常");
    }

    // 批量消费也一样，异常处理器的message.getPayload()也可以拿到各条消息的信息
    @KafkaListener(topics = "topic1",errorHandler="consumerAwareErrorHandler")
    public void onMessage5(List<ConsumerRecord<?, ?>> records) throws Exception {
        System.out.println("批量消费一次...");
        throw new Exception("批量消费-模拟异常");
    }

消息过滤器

消息过滤器可以在消息抵达consumer之前被拦截，在实际应用中，我们可以根据自己的业务逻辑，筛选出需要的信息再交由KafkaListener处理，不需要的消息则过滤掉

配置消息过滤只需要为 监听器工厂 配置一个RecordFilterStrategy（消息过滤策略），返回true的时候消息将会被抛弃，返回false时，消息能正常抵达监听容器

// 消息过滤器
    @Bean
    public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory filterContainerFactory(ConsumerFactory consumerFactory) {
        ConcurrentKafkaListenerContainerFactory factory = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory();
        factory.setConsumerFactory(consumerFactory);
        // 被过滤的消息将被丢弃
        factory.setAckDiscarded(true);
        // 消息过滤策略
        factory.setRecordFilterStrategy(consumerRecord -> {
            if (Integer.parseInt(consumerRecord.value().toString()) % 2 == 0) {
                return false;
            }
            //返回true消息则被过滤
            return true;
        });
        return factory;
    }

    // 消息过滤监听
    @KafkaListener(topics = {"topic1"},containerFactory = "filterContainerFactory")
    public void onMessage6(ConsumerRecord<?, ?> record) {
        System.out.println(record.value());
    }

    @GetMapping("/kafka/filterContainerFactory/{message}")
    public void sendMessage6(@PathVariable("message") String normalMessage) {
        kafkaTemplate.send("topic1", normalMessage);
    }

我这里发送了六条消息，只有偶数的接受到了

消息转发

在实际开发中，我们可能有这样的需求，应用A从TopicA获取到消息，经过处理后转发到TopicB，再由应用B监听处理消息，即一个应用处理完成后将该消息转发至其他应用，完成消息的转发

在SpringBoot集成Kafka实现消息的转发也很简单，只需要通过一个@SendTo注解，被注解方法的return值即转发的消息内容，如下

 	@GetMapping("/kafka/filterContainerFactory/{message}")
    public void sendMessage6(@PathVariable("message") String normalMessage) {
        kafkaTemplate.send("topic1", normalMessage);
    }

    @KafkaListener(topics = {"topic1"})
    @SendTo("topic2")
    public String onMessage7(ConsumerRecord<?, ?> record) {
        return record.value()+"-forward message";
    }

    @KafkaListener(topics = {"topic2"})
    public void onMessage8(ConsumerRecord<?, ?> record) {
        System.out.println(record.value());
    }

offset提交

自动提交

前面的案例中，我们设置了以下两个选项，则kafka会按延时设置自动提交

enable-auto-commit: true # 是否自动提交offset
auto-commit-interval: 100 # 提交offset延时(接收到消息后多久提交offset，默认单位为ms)

手动提交

有些时候，我们需要手动控制偏移量的提交时机，比如确保消息严格消费后再提交，以防止丢失或重复

@Configuration
@Slf4j
public class MyOffsetConfig {

    @Value("${spring.kafka.bootstrap-servers}")
    private String bootstrapServers;

    @Bean
    public KafkaListenerContainerFactory<?> manualKafkaListenerContainerFactory() {
        Map<String, Object> configProps = new HashMap<>();
        configProps.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, bootstrapServers);
        configProps.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class);
        configProps.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class);
        // 注意这里！！！设置手动提交
        configProps.put(ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, "false");
        ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<String, String> factory = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<>();
        factory.setConsumerFactory(new DefaultKafkaConsumerFactory<>(configProps));

        // ack模式：
        //          AckMode针对ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG=false时生效，有以下几种：
        //          RECORD
        //          每处理一条commit一次
        //          BATCH(默认)
        //          每次poll的时候批量提交一次，频率取决于每次poll的调用频率
        //          TIME
        //          每次间隔ackTime的时间去commit(跟auto commit interval有什么区别呢？)
        //          COUNT
        //          累积达到ackCount次的ack去commit
        //          COUNT_TIME
        //          ackTime或ackCount哪个条件先满足，就commit
        //          MANUAL
        //          listener负责ack，但是背后也是批量上去
        //          MANUAL_IMMEDIATE
        //          listner负责ack，每调用一次，就立即commit

        factory.getContainerProperties().setAckMode(ContainerProperties.AckMode.MANUAL_IMMEDIATE);
        return factory;
    }

}

    @KafkaListener(topics = "test", groupId = "myoffset-group-1", containerFactory = "manualKafkaListenerContainerFactory")
    public void manualCommit(@Payload String message,
                             @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION_ID) int partition,
                             @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) String topic,
                             Consumer consumer, Acknowledgment ack) {
        log.info("手动提交偏移量 , partition={}, msg={}", partition, message);
        // 同步提交
        consumer.commitSync();
        //异步提交
        //consumer.commitAsync();

        // ack提交也可以，会按设置的ack策略走(参考MyOffsetConfig.java里的ack模式)
        // ack.acknowledge();
    }

    @KafkaListener(topics = "test", groupId = "myoffset-group-2", containerFactory = "manualKafkaListenerContainerFactory")
    public void noCommit(@Payload String message,
                         @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION_ID) int partition,
                         @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) String topic,
                         Consumer consumer, Acknowledgment ack) {
        log.info("忘记提交偏移量, partition={}, msg={}", partition, message);
        // 不做commit！
    }

    /**
     * 现实状况：
     * commitSync和commitAsync组合使用
     * 

     * 手工提交异步 consumer.commitAsync();
     * 手工同步提交 consumer.commitSync()
     * 

     * commitSync()方法提交最后一个偏移量。在成功提交或碰到无怯恢复的错误之前，
     * commitSync()会一直重试，但是commitAsync()不会。
     * 

     * 一般情况下，针对偶尔出现的提交失败，不进行重试不会有太大问题
     * 因为如果提交失败是因为临时问题导致的，那么后续的提交总会有成功的。
     * 但如果这是发生在关闭消费者或再均衡前的最后一次提交，就要确保能够提交成功。否则就会造成重复消费
     * 因此，在消费者关闭前一般会组合使用commitAsync()和commitSync()。
     */
//   @KafkaListener(topics = "test", groupId = "myoffset-group-3",containerFactory = "manualKafkaListenerContainerFactory")
    public void manualOffset(@Payload String message,
                             @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION_ID) int partition,
                             @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) String topic,
                             Consumer consumer,
                             Acknowledgment ack) {
        try {
            log.info("同步异步搭配 , partition={}, msg={}", partition, message);
            //先异步提交
            consumer.commitAsync();
            //继续做别的事
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("commit failed");
        } finally {
            try {
                consumer.commitSync();
            } finally {
                consumer.close();
            }
        }

    }

定时启动、停止监听器

@EnableScheduling
@Component
public class CronTimer {
    /**
     * @KafkaListener注解所标注的方法并不会在IOC容器中被注册为Bean，
     * 而是会被注册在KafkaListenerEndpointRegistry中，
     * 而KafkaListenerEndpointRegistry在SpringIOC中已经被注册为Bean
     **/
    @Autowired
    private KafkaListenerEndpointRegistry registry;

    @Autowired
    private ConsumerFactory consumerFactory;
    // 监听器容器工厂(设置禁止KafkaListener自启动)
    @Bean
    public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory delayContainerFactory() {
        ConcurrentKafkaListenerContainerFactory container = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory();
        container.setConsumerFactory(consumerFactory);
        //禁止KafkaListener自启动
        container.setAutoStartup(false);
        return container;
    }
    // 监听器
    @KafkaListener(id="timingConsumer",topics = "topic1",containerFactory = "delayContainerFactory")
    public void onMessage1(ConsumerRecord<?, ?> record){
        System.out.println("消费成功："+record.topic()+"-"+record.partition()+"-"+record.value());
    }
    // 定时启动监听器
    @Scheduled(cron = "0 42 11 * * ? ")
    public void startListener() {
        System.out.println("启动监听器...");
        // "timingConsumer"是@KafkaListener注解后面设置的监听器ID,标识这个监听器
        if (!registry.getListenerContainer("timingConsumer").isRunning()) {
            registry.getListenerContainer("timingConsumer").start();
        }
        //registry.getListenerContainer("timingConsumer").resume();
    }
    // 定时停止监听器
    @Scheduled(cron = "0 45 11 * * ? ")
    public void shutDownListener() {
        System.out.println("关闭监听器...");
        registry.getListenerContainer("timingConsumer").pause();
    }
}

消费组别

创建一个first主题，有三个分区，这里创建俩个监听者

    @KafkaListener(topics = {"first"},groupId = "group1")
    public void onMessage(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("group:group1-1,message:[{}]", msg);
        }
    }

    @KafkaListener(topics = {"first"},groupId = "group1")
    public void onMessage1(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("group:group1-2,message:[{}]", msg);
        }
    }
    @KafkaListener(topics = {"first"},groupId = "group1")
    public void onMessage4(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("group:group1-3,message:[{}]", msg);
        }
    }

    @KafkaListener(topics = {"first"},groupId = "group2")
    public void onMessage2(ConsumerRecord<?, ?> consumerRecord) {
        Optional<?> optional = Optional.ofNullable(consumerRecord.value());
        if (optional.isPresent()) {
            Object msg = optional.get();
            log.info("group:group2,message:[{}]", msg);
        }
    }

发送三条消息，可以看到：

• 同一group下的两个消费者，在group1均分消息
• group2下只有一个消费者，得到全部消息

三、kafka的工具类

/**
 * 操作kafka的工具类
 */

@Component
public class KafkaUtils {

    @Value("${spring.kafka.bootstrap-servers}")
    private String springKafkaBootstrapServers;

    private AdminClient adminClient;

    @Autowired
    private KafkaTemplate<String, Object> kafkaTemplate;


    /**
     * 初始化AdminClient
     * '@PostConstruct该注解被用来修饰一个非静态的void（）方法。
     * 被@PostConstruct修饰的方法会在服务器加载Servlet的时候运行，并且只会被服务器执行一次。
     * PostConstruct在构造函数之后执行，init（）方法之前执行。
     */
    @PostConstruct
    private void initAdminClient() {
        Map<String, Object> props = new HashMap<>(1);
        props.put(AdminClientConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, springKafkaBootstrapServers);
        adminClient = KafkaAdminClient.create(props);
    }

    /**
     * 新增topic，支持批量
     */
    public void createTopic(Collection<NewTopic> newTopics) {
        adminClient.createTopics(newTopics);
    }

    /**
     * 删除topic，支持批量
     */
    public void deleteTopic(Collection<String> topics) {
        adminClient.deleteTopics(topics);
    }

    /**
     * 获取指定topic的信息
     */
    public String getTopicInfo(Collection<String> topics) {
        AtomicReference<String> info = new AtomicReference<>("");
        try {
            adminClient.describeTopics(topics).all().get().forEach((topic, description) -> {
                for (TopicPartitionInfo partition : description.partitions()) {
                    info.set(info + partition.toString() + "\n");
                }
            });
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return info.get();
    }

    /**
     * 获取全部topic
     */
    public List<String> getAllTopic() {
        try {
            return adminClient.listTopics().listings().get().stream().map(TopicListing::name).collect(Collectors.toList());
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return Lists.newArrayList();
    }

    /**
     * 往topic中发送消息
     */
    public void sendMessage(String topic, String message) {
        kafkaTemplate.send(topic, message);
    }

}