新版本(0.9之后)的 offset 保存在 kafka 的 Topic 里,持久化到磁盘,可靠性有保障。
老版本(0.9之前)的 offset 保存在 Zookeeper 的 consumers 节点路径下。
为什么转移了呢?如果所有的消费者都把 offset 维护在 Zookeeper 中,那么所有的消费者都需要跟 Zookeeper 进行大量的交互,就会导致网络数据传输非常频繁,压力较大。所以存储在主题里更易于维护管理。
fetch.min.bytes
:每批次最小抓取大小,默认1字节fetch.max.wait.ms
:一批数据最小值未达到的超时时间,默认500msfetch.max.bytes
:每批次最大抓取大小,默认50mmax.poll.records
:一次拉取数据返回消息的最大条数,默认500条需求:创建一个独立消费者,消费 first 主题中数据。
注意:在消费者 API 代码中必须配置消费者组 id。命令行启动消费者不填写消费者组 id 会被自动填写随机的消费者组 id。
实现步骤
com.atguigu.kafka.consumer
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
import java.time.Duration;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Properties;
class CustomConsumer {
public static void main(String[] args) {
// 0.创建消费者的配置对象
Properties properties = new Properties();
// 给消费者配置对象添加参数
properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");
// 反序列化 必须
properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
// 配置消费者组id(组名任意起名)必须
properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
// 1.创建消费者对象
KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);
// 2.订阅要消费的主题(可以消费多个主题)
ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
topics.add("first");
kafkaConsumer.subscribe(topics);
// 3.消费数据
while (true) {
// 设置每过1s消费一批数据
ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
// 打印消费到的数据
for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
System.out.println(consumerRecord);
}
}
}
}
测试
[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --topic first
>hello
ConsumerRecord(topic = first, partition = 1, leaderEpoch = 3, offset = 0, CreateTime = 1629160841112, serialized key size = -1, serialized value size = 5, headers = RecordHeaders(headers = [], isReadOnly = false), key = null, value = hello)
需求:创建一个独立消费者,消费 first 主题 0 号分区的数据。
实现步骤
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
import java.time.Duration;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Properties;
class CustomConsumer {
public static void main(String[] args) {
// 0.创建消费者的配置对象
Properties properties = new Properties();
// 给消费者配置对象添加参数
properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");
// 反序列化 必须
properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
// 配置消费者组id(组名任意起名)必须
properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
// 1.创建消费者对象
KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);
// 2.订阅某个主题的某个分区
ArrayList<TopicPartition> topicPartitions = new ArrayList<>();
topicPartitions.add(new TopicPartition("first", 0));
kafkaConsumer.assign(topicPartitions);
// 3.消费数据
while (true) {
// 设置每过1s消费一批数据
ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
// 打印消费到的数据
for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
System.out.println(consumerRecord);
}
}
}
}
测试
在 IDEA 中执行消费者程序
在 IDEA 中执行生产者程序在控制台观察生成几个 0 号分区的数据
for (int i = 0; i < 5; i++) {
kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "atguigu " + i), new Callback() {
@Override
public void onCompletion(RecordMetadata metadata, Exception e) {
if (e == null) {
System.out.println("主题:" + metadata.topic() + "->" +
"分区:" + metadata.partition());
} else {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
first 0 381
first 0 382
first 2 168
first 1 165
first 1 166
需求:测试同一个主题的分区数据,只能由一个消费者组中的一个消费。
案例实操
一个分区的数据只由消费者组中的一个消费者消费。
Consumer Leader 就是根据分区分配策略,制定消费方案。
Range 分区分配策略案例
修改主题 first 为 7 个分区
[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --alter --topic first --partitions 7
注意:分区数可以增加,但是不能减少。
同时启动 3 个消费者:CustomConsumer、CustomConsumer1、CustomConsumer2 组成消费者组,组名都为“test”
启动 CustomProducer 生产者,发送 500 条消息,随机发送到不同的分区
for (int i = 0; i < 500; i++) {
kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "atguigu " + i), new Callback() {
@Override
public void onCompletion(RecordMetadata metadata, Exception e) {
if (e == null) {
System.out.println("主题:" + metadata.topic() + "->" +
"分区:" + metadata.partition());
} else {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
观察 3 个消费者分别消费哪些分区的数据
符合预期。
Range 分区分配再平衡案例
RoundRobin 分区分配策略案例
依次在 CustomConsumer、CustomConsumer1、CustomConsumer2 三个消费者代码中修改分区分配策略为 RoundRobin
// 修改分区分配策略
properties.put(ConsumerConfig.PARTITION_ASSIGNMENT_STRATEGY_CONFIG, "org.apache.kafka.clients.consumer.RoundRobinAssignor");
重启 3 个消费者,重复发送消息的步骤,观看分区结果
符合预期。
RoundRobin 分区分配再平衡案例
**粘性分区定义:**可以理解为分配的结果带有“粘性的”。即在执行一次新的分配之前,考虑上一次分配的结果,尽量少的调整分配的变动,可以节省大量的开销。
粘性分区是 Kafka 从 0.11.x 版本开始引入这种分配策略,首先会尽量均衡的放置分区到消费者上面,在出现同一消费者组内消费者出现问题的时候,会尽量保持原有分配的分区不变化。
需求:设置主题为 first,7 个分区;准备 3 个消费者,采用粘性分区策略,并进行消费,观察消费分配情况。然后再停止其中一个消费者,再次观察消费分配情况。
步骤
修改分区分配策略为粘性 Sticky
// 修改分区分配策略
ArrayList<String> startegys = new ArrayList<>();
startegys.add("org.apache.kafka.clients.consumer.StickyAssignor");
properties.put(ConsumerConfig.PARTITION_ASSIGNMENT_STRATEGY_CONFIG, startegys);
使用同样的生产者发送 500 条消息
可以多重启几次观察,发现会尽量保持分区的个数近似划分分区。
与 RoundRobin 策略区别:RoundRobin 是有序的,按照顺序轮询分配,而 Sticky 是随机分配的,并且在出现同一消费组内消费者出现问题的时候,会尽量保持原有分配的分区不变化。
Sticky 分区分配再平衡案例
上述三种分区分配策略均是基于 eager
协议,Kafka2.4.0开始引入 CooperativeSticky 策略——在不停止消费的情况下进行增量再平衡。
CooperativeSticky 与之前的 Sticky 虽然都是维持原来的分区分配方案,最大的区别是:Sticky仍然是基于 eager 协议,分区重分配时候,都需要 consumers 先放弃当前持有的分区,重新加入consumer group;而 CooperativeSticky 基于 cooperative
协议,该协议将原来的一次全局分区重平衡,改成多次小规模分区重平衡。
例如:一个Topic(T0,三个分区)
,两个 consumers(consumer1、consumer2)
均订阅 Topic(T0)
。
如果consumers订阅信息为:
consumer1 | T0P0、T0P2 |
---|---|
consumer2 | T0P1 |
此时,新的 consumer3 加入消费者组,那么基于 eager
协议的分区重分配策略流程:
而基于 cooperative
协议的分区分配策略的流程:
参考:Kafka消费者分区分配策略详解
该文把这 4 个策略写的都非常全面。
__consumer_offsets
主题里面采用 key
和 value
的方式存储数据。key
是 group.id+topic+分区号
,value
就是当前 offset的值
。每隔一段时间,kafka 内部会对这个 topic 进行 compact,也就是每个 group.id+topic+分区号
只保留最新数据。
消费 offset 案例
消费者自动提交 offset
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import java.time.Duration;
import java.util.Arrays;
import java.util.Properties;
public class CustomConsumerAutoOffset {
public static void main(String[] args) {
// 1. 创建 kafka 消费者配置类
Properties properties = new Properties();
// 2. 添加配置参数
// 添加连接
properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");
// 配置序列化 必须
properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
// 配置消费者组
properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
// 是否自动提交 offset,默认为true
properties.put(ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, true);
// 提交 offset 的时间周期 1000ms,默认 5s
properties.put(ConsumerConfig.AUTO_COMMIT_INTERVAL_MS_CONFIG, 1000);
// 3. 创建 kafka 消费者
KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(properties);
// 4. 设置消费主题 形参是列表
consumer.subscribe(Arrays.asList("first"));
// 5. 消费数据
while (true) {
// 读取消息
ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = consumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
// 输出消息
for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
System.out.println(consumerRecord.value());
}
}
}
}
同步提交 offset
由于同步提交 offset 有失败重试机制,故更加可靠,但是由于一直等待提交结果,提交的效率比较低。
以下为同步提交 offset 的示例:
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import java.time.Duration;
import java.util.Arrays;
import java.util.Properties;
public class CustomConsumerByHandSync {
public static void main(String[] args) {
// 1. 创建 kafka 消费者配置类
Properties properties = new Properties();
// 2. 添加配置参数
// 添加连接
properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");
// 配置序列化 必须
properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
// 配置消费者组
properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
// 是否自动提交 offset
properties.put(ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, false);
// 3. 创建 kafka 消费者
KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(properties);
// 4. 设置消费主题 形参是列表
consumer.subscribe(Arrays.asList("first"));
// 5. 消费数据
while (true) {
// 读取消息
ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = consumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
// 输出消息
for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
System.out.println(consumerRecord.value());
}
// 同步提交 offset
consumer.commitSync();
}
}
}
异步提交 offset
虽然同步提交 offset 更可靠一些,但是由于其会阻塞当前线程,直到提交成功。因此吞吐量会受到很大的影响。因此更多的情况下,会选用异步提交 offset 的方式。
以下为异步提交 offset 的示例,更换 KafkaConsumer 调用的 API 即可:
// 异步提交 offset
consumer.commitAsync();
auto.offset.reset = earliest | latest | none
,默认是 latest
。
当 Kafka 中没有初始偏移量(消费者组第一次消费)或服务器上不再存在当前偏移量时(例如该数据已被删除),该怎么办?
earliest:自动将偏移量重置为最早的偏移量,--from-beginning
latest(默认值):自动将偏移量重置为最新偏移量
none:如果未找到消费者组的先前偏移量,则向消费者抛出异常
任意指定 offset 位移开始消费
import org.apache.kafka.clients.consumer.*;
import org.apache.kafka.common.TopicPartition;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
import java.time.Duration;
import java.util.*;
public class CustomConsumerSeek {
public static void main(String[] args) {
// 0 配置信息
Properties properties = new Properties();
// 连接
properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");
// key value 反序列化
properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test2");
// 1 创建一个消费者
KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);
// 2 订阅一个主题
ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
topics.add("first");
kafkaConsumer.subscribe(topics);
Set<TopicPartition> assignment = kafkaConsumer.assignment();
// 保证分区分配方案已经制定完毕
// 消费者初始化流程:
// 1)消费者跟coordinator汇报,我要加入消费者组
// 2)然后coordinator会选择一个Consumer Leader,把各Topic的情况给到它
// 3)Consumer Leader会制定分区分配方案,发给coordinator
// 4)coordinator再把分区分配方案下发给所有Consumer
// 所以需要等待一段时间。
while (assignment.size() == 0) {
kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
// 获取消费者分区分配信息(有了分区分配信息才能开始消费)
assignment = kafkaConsumer.assignment();
}
// 遍历所有分区,并指定 offset 从 1700 的位置开始消费
for (TopicPartition tp : assignment) {
kafkaConsumer.seek(tp, 1700);
}
// 3 消费该主题数据
while (true) {
ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
System.out.println(consumerRecord);
}
}
}
}
注意:每次执行完,需要修改消费者组名。
import org.apache.kafka.clients.consumer.*;
import org.apache.kafka.common.TopicPartition;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
import java.time.Duration;
import java.util.*;
public class CustomConsumerSeekTime {
public static void main(String[] args) {
// 0 配置信息
Properties properties = new Properties();
// 连接
properties.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");
// key value 反序列化
properties.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
properties.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
properties.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test2");
// 1 创建一个消费者
KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);
// 2 订阅一个主题
ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
topics.add("first");
kafkaConsumer.subscribe(topics);
Set<TopicPartition> assignment = kafkaConsumer.assignment();
// 保证分区分配方案已经制定完毕
while (assignment.size() == 0) {
kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
// 获取消费者分区分配信息(有了分区分配信息才能开始消费)
assignment = kafkaConsumer.assignment();
}
// 希望把时间转换为对应的offset
Map<TopicPartition, Long> timestampToSearch = new HashMap<>();
// 封装集合存储,每个分区对应一天前的数据
for (TopicPartition topicPartition : assignment) {
timestampToSearch.put(topicPartition, System.currentTimeMillis() - 24 * 3600 * 1000);
}
// 获取从 1 天前开始消费的每个分区的 offset
Map<TopicPartition, OffsetAndTimestamp> offsets = kafkaConsumer.offsetsForTimes(timestampToSearch);
// 遍历每个分区,对每个分区设置消费时间。
for (TopicPartition topicPartition : assignment) {
OffsetAndTimestamp offsetAndTimestamp = offsets.get(topicPartition);
// 根据时间指定开始消费的位置
if (offsetAndTimestamp != null) {
kafkaConsumer.seek(topicPartition, offsetAndTimestamp.offset());
}
}
// 3 消费该主题数据
while (true) {
ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll(Duration.ofSeconds(1));
for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
System.out.println(consumerRecord);
}
}
}
}
生产者提高吞吐量:
batch.size
:默认 16klinger.ms
:默认 0mscompression.type
:数据压缩,默认为 Nonebuffer.memory
:RecordAccumlator 缓冲区大小,默认 32M消费者提高吞吐量:
max.poll.records
:提高每批次拉取的数量,默认500条在生产环境中合理调整这几个参数,达到最大化吞吐量。
笔记整理自b站尚硅谷视频教程:【尚硅谷】Kafka3.x教程(从入门到调优,深入全面)