• Scala调用Kafka的生产者和消费者Demo,以及一些配置参数整理


    kafka简介

    Kafka是apache开源的一款用Scala编写的消息队列中间件,具有高吞吐量,低延时等特性。

    Kafka对消息保存时根据Topic进行归类,发送消息者称为Producer,消息接受者称为Consumer,此外kafka集群有多个kafka实例组成,每个实例(server)称为broker。

    无论是kafka集群,还是producer和consumer都依赖于zookeeper集群保存一些meta信息,来保证系统可用性。

    kafka主要的组件介绍

    Producer:消息生产者,就是向kafka broker发消息的客户端。

    Consumer:消息消费者,向kafka broker取消息的客户端

    Topic :我们可以理解为一个队列,消息根据Topic进行归类。

    Consumer Group (CG):这是kafka用来实现一个topic消息的广播(发给所有的consumer)和单播(发给任意一个consumer)的手段。一个topic可以对应多个CG。topic的消息会复制(不是真的复制,是概念上的)到所有的CG,但每个partion只会把消息发给该CG中的一个consumer。如果需要实现广播,只要每个consumer有一个独立的CG就可以了。用CG还可以将consumer进行自由的分组而不需要多次发送消息到不同的topic。

    Broker :一台kafka服务器就是一个broker。一个集群由多个broker组成。一个broker可以容纳多个topic。

    kafka文件存储机制

    1. topic中partition存储分布

    2. partiton中文件存储方式

    3. partiton中segment文件存储结构

    4. 在partition中通过offset查找message

    代码模拟生产者消费者案例

    pom.xml添加依赖

            <dependency>
                <groupId>org.apache.kafka</groupId>
                <artifactId>kafka_2.11</artifactId>
                <version>1.1.0</version>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>org.apache.kafka</groupId>
                <artifactId>kafka-clients</artifactId>
                <version>1.1.0</version>
            </dependency>

    生产者:

    package com.linys.scala.KAFKA_producer
    import java.util.Properties
    import org.apache.kafka.clients.producer.{KafkaProducer, ProducerRecord, RecordMetadata}
    
    /**
      * 实现producer
      */
    object KafkaProducerDemo {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val prop = new Properties
        // 指定请求的kafka集群列表
        prop.put("bootstrap.servers", "essum:9092")// 指定响应方式
        //prop.put("acks", "0")
        prop.put("acks", "all")
        // 请求失败重试次数
        //prop.put("retries", "3")
        // 指定key的序列化方式, key是用于存放数据对应的offset
        prop.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer")
        // 指定value的序列化方式
        prop.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer")
        // 配置超时时间
        prop.put("request.timeout.ms", "60000")
        //prop.put("batch.size", "16384")
        //prop.put("linger.ms", "1")
        //prop.put("buffer.memory", "33554432")
    
        // 得到生产者的实例
        val producer = new KafkaProducer[String, String](prop)
    
        // 模拟一些数据并发送给kafka
        for (i <- 1 to 100) {
          val msg = s"${i}: this is a linys ${i} kafka data"
          println("send -->" + msg)
          // 得到返回值
          val rmd: RecordMetadata = producer.send(new ProducerRecord[String, String]("linys", msg)).get()
          println(rmd.toString)
          Thread.sleep(500)
        }
    
        producer.close()
      }
    }

    消费者:

    package com.linys.scala.KAFKA_consumer
    import java.util.{Collections, Properties}
    import org.apache.kafka.clients.consumer.{ConsumerRecords, KafkaConsumer}
    /**
      * 实现consumer
      */
    object KafkaConsumerDemo {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 配置信息
        val prop = new Properties
        prop.put("bootstrap.servers", "essum:9092")
        // 指定消费者组
        prop.put("group.id", "group01")
        // 指定消费位置: earliest/latest/none
        prop.put("auto.offset.reset", "earliest")
        // 指定消费的key的反序列化方式
        prop.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer")
        // 指定消费的value的反序列化方式
        prop.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer")
        prop.put("enable.auto.commit", "true")
        prop.put("session.timeout.ms", "30000")
        // 得到Consumer实例
        val kafkaConsumer = new KafkaConsumer[String, String](prop)
        // 首先需要订阅topic
        kafkaConsumer.subscribe(Collections.singletonList("linys"))
        // 开始消费数据
        while (true) {
          // 如果Kafak中没有消息,会隔timeout这个值读一次。比如上面代码设置了2秒,也是就2秒后会查一次。
          // 如果Kafka中还有消息没有消费的话,会马上去读,而不需要等待。
          val msgs: ConsumerRecords[String, String] = kafkaConsumer.poll(2000)
          // println(msgs.count())
          val it = msgs.iterator()
          while (it.hasNext) {
            val msg = it.next()
            println(s"partition: ${msg.partition()}, offset: ${msg.offset()}, key: ${msg.key()}, value: ${msg.value()}")
          }
        }
      }
    }

    执行输出:

     

    生产者配置参数解释:

    bootstrap.servers: kafka集群broker的地址
    key.serializer:关键字的序列化方式
    value.serializer:消息值的序列化方式
    acks:指定必须要有多少个分区的副本接收到该消息,服务端才会向生产者发送响应,可选值为:0,1,2,…,all,如果设置为0,producter就只管发出不管kafka server有没有确认收到。设置all则表示kafka所有的分区副本全部确认接收到才返回。
    buffer.memory:生产者的内存缓冲区大小。如果生产者发送消息的速度 > 消息发送到kafka的速度,那么消息就会在缓冲区堆积,导致缓冲区不足。这个时候,send()方法要么阻塞,要么抛出异常。
    max.block.ms:表示send()方法在抛出异常之前可以阻塞多久的时间,默认是60s
    compression.type:消息在发往kafka之前可以进行压缩处理,以此来降低存储开销和网络带宽。默认值是null,可选的压缩算法有snappy、gzip和lz4
    retries:生产者向kafka发送消息可能会发生错误,有的是临时性的错误,比如网络突然阻塞了一会儿,有的不是临时的错误,比如“消息太大了”,对于出现的临时错误,可以通过重试机制来重新发送
    retry.backoff.ms:每次重试之间间隔的时间,第一次失败了,那么休息一会再重试,休息多久,可以通过这个参数来调节
    batch.size:生产者在发送消息时,可以将即将发往同一个分区的消息放在一个批次里,然后将这个批次整体进行发送,这样可以节约网络带宽,提升性能。该参数就是用来规约一个批次的大小的。但是生产者并不是说要等到一个批次装满之后,才会发送,不是这样的,有时候半满,甚至只有一个消息的时候,也可能会发送,具体怎么选择,我们不知道,但是不是说非要等装满才发。因此,如果把该参数调的比较大的话,是不会造成消息发送延迟的,但是会占用比较大的内存。但是如果设置的太小,会造成消息发送次数增加,会有额外的IO开销
    linger.ms:生产者在发送一个批次之前,可以适当的等一小会,这样可以让更多的消息加入到该批次。这样会造成延时增加,但是降低了IO开销,增加了吞吐量
    client.id:服务器用来标志消息的来源,是一个任意的字符串
    max.in.flight.requests.per.connection:一个消息发送给kafka集群,在收到服务端的响应之前的这段时间里,生产者还可以发n-1个消息。这个参数配置retries,可以保证消息的顺序,后面会介绍
    request.timeout.ms:生产者在发送消息之后,到收到服务端响应时,等待的时间限制
    max.request.size:生产者发送消息的大小。可以是一个消息的大小,也可以发送的一个批次的消息大小
    receive.buffer.bytes和send.buffer.bytes:tcp socket接收和发送消息的缓冲区大小,其实指的就是ByteBuffer的大小

    消费者配置参数解释:

    groupid:一个字符串用来指示一组consumer所在的组群。实现同一个topic可由不同的组群消费

    auto.offset.reset:可选三个参数

    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

    socket.timeout.ms:默认值:3000,socket超时时间。

    socket.buffersize: 默认值:64*1024,socket receive buffer。

    fetch.size: 默认值:300 * 1024,控制在一个请求中获取的消息的字节数。 这个参数在0.8.x中由fetch.message.max.bytes,fetch.min.bytes取代。

    backoff.increment.ms:默认值:1000,这个参数避免在没有新数据的情况下重复频繁的拉数据。 如果拉到空数据,则多推后这个时间。

    queued.max.message.chunks:默认值:2,consumer内部缓存拉回来的消息到一个队列中。 这个值控制这个队列的大小。

    auto.commit.enable:默认值:true,如果true,consumer定期地往zookeeper写入每个分区的offset。

    auto.commit.interval.ms:默认值:10000,往zookeeper上写offset的频率。

    auto.offset.reset:默认值:largest,如果offset出了返回,则 smallest: 自动设置reset到最小的offset. largest : 自动设置offset到最大的offset. 其它值不允许,会抛出异常。

    consumer.timeout.ms:默认值:-1,默认-1,consumer在没有新消息时无限期的block。如果设置一个正值, 一个超时异常会抛出。

    rebalance.retries.max:默认值:4,rebalance时的最大尝试次数。

    max.poll.interval.ms:拉取的最大时间间隔,如果你一次拉取的比较多,建议加大这个值,长时间没有调用poll,且间隔超过这个值时,就会认为这个consumer失败了

    max.poll.records:默认值:500,Consumer每次调用poll()时取到的records的最大数。

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