kafka学习之基本概念

一、kafka常用基本概念

producer：生产者，生产并发送消息的一方。

consumer：消费者，接收消费消息的一方。

topic：一类消息的集合。在kafka中，消息以主题为单位进行归类，producer负责将消息发送到指定的主题，而consumer负责订阅主题并进行消费。

kafka中的一条消息其实就是一个包含＜topic,partition,offset＞消息三元组。

broker：服务代理节点。对于Kafka而言，Broker可以简单地看作一个独立的Kafka服务节点或Kafka服务实例。一个kafka集群中会有多个broker节点。一个broker可以容纳多个 topic。

partition：topic是一个逻辑上的概念，它还可以细分为多个分区，一个分区只属于单个topic，很多时候也会把分区称为主题分区（Topic-Partition）。同一主题下的不同分区包含的消息是不同的，分区在存储层面可以看作一个可追加的日志（Log）文件，消息在被追加到分区日志文件的时候都会分配一个特定的偏移量（offset）。offset是消息在分区中的唯一标识，Kafka通过它来保证消息在分区内的顺序性，不过offset并不跨越分区，也就是说，Kafka保证的是分区有序而不是topic有序。

producer在发送消息时候，具体发送到哪个pritition，有以下规则确定：

        kafka默认轮询规则；

        producer指定key，根据key的hash值，分配partition；

        producer自定义规则；

replication：partition的副本，从leader replica同步数据，当kafka服务挂了之后，防止数据丢失。副本的数量不能超过broker的数量，否则创建主题时会失败。

        领导者副本（leaderreplica）：响应客户端发来的消息写入和消息消费请求。

        追随者副本（followerreplica）：从领导者副本同步数据，不响应客户端的读写请求。

segment：partition物理上由多个segment组成。segment中存储了索引和log数据。

offset：每个partition都由一系列有序的、不可变的消息组成，这些消息被连续的追加到partition中。partition中的每个消息都有一个连续的序列号叫做offset，用于partition唯一标识一条消息。

consumer group：kafka消费者组，一个组内可以有多个消费者，一个partition的消息只能被同一个组内的一个消费者消费。多个消费者组之间互相不影响。

二、kafka原理图

1.kafka基本概念图示

        如图所示，一个producer，两个broker，一个topicA（两个partition，两个副本），一个消费者组（两个消费者）。

         如上图所示，topic1中的两个partition分别在两个broker上面，其中两个副本也分布在两个broker上面，并且leader partition和follow partition分别在不同的broker上面，这样的目的是保证了kafka的高可用性，当任意一个broker挂掉之后，kafka仍然保证消息不丢失，服务的可用性。

        leader partition负责提供读写服务，当leader partition挂掉之后，kafka会从follow partition中选举新的leader partition来提供读写服务。

2.partition结构图

        partition中又细分为更小的存储单元segment，segment中存储索引和log数据，数据在partition追加，保证kafka消息在partition中的有序性。

        segment的设计结构，在kafka中消息比较多的时候，清理起来效率更高，比单独操作一个更大的partition文件要方便的多，所以partition中又细分了segment存储单元。

三、常用命令

在kafka按照目录下，进入到bin目录下执行如下常用命令：

#进入到bin目录

cd /kafka/bin

#创建/删除topic

sh kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181 --create --topic test --replication-factor 1 --partitions 1

sh kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181 --delete --topic test

#生产数据

sh kafka-console-producer.sh --broker-list localhost:9092 --topic test

#消费数据

sh kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test

sh kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic test --from-beginning

#查看消费组情况

sh kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server localhost:9092 --list

sh kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server localhost:9092  --group group_test --describe