1 定义
Kafka传统定义:Kafka是一个分布式的基于发布/订阅模式的消息队列(Message Queue),主要应用于大数据实时处理领域。
发布/订阅:消息的发布者不会将消息直接发送给特定的订阅者,而是将发布的消息分为不同的类别,订阅者只接收感兴趣的消息。
Kafka 最新定义: Kafka 是一个开源的分布式事件流平台( Event Streaming Platform),被数千家公司用于高性能数据管道、流分析、数据集成和关键任务应用。
2 消息队列
企业中比较常见的消息队列产品主要有 Kafka 、ActiveMQ 、RabbitMQ 、RocketMQ 等。在大数据场景主要采用 Kafka 作为消息队列。
2.1 传统消息队列的应用场景
传统的消息队列的主要应用场景包括:缓存/消峰、解耦和异步通信。
2.1.1 缓存/消峰
缓存/消峰:助于控制和优化数据流经过系统的速度,解决生产消息和消费消息的处理速度不一致的情况。
2.1.2 解耦
解耦:允许独立的扩展或修改两边的处理过程,只要确保它们遵守同样的接口约束。数据源先写到消息队列里,目的地只需要将消息从消息队列里取出。减少大量开发成本,起到解耦的作用。
2.1.3 异步通信
异步通信:允许用户把一个消息放入队列,但并不立即处理它,然后在需要的时候再去处理它们。
2.2 消息队列的两种模式
2.2.1 点对点模式
生产者把数据一批一批发送到消息队列。
消费者主动拉取数据,消息收到后返回确认收到并删除该消息。
队列中只能有一个主题。
2.2.2 发布/订阅模式
可以有多个topic主题(浏览、点赞、收藏、评论等)。
消费者消费数据之后不删除数据。
每个消费者独立,都可以消费到数据。
3 Kafka基础架构
1.为方便扩展,并提高吞吐量,一个topic分为多个partition。
2.配合分区的设计,提出消费者组的概念,组内每个消费者并行消费。
3.为提高可用性,为每个partition增加若干副本,类似NameNode HA。
4.ZK中记录谁是leader,Kafka2.8.0以后也可以配置不采用ZK。
(1)Producer:消息生产者,就是向 Kafka broker发消息的客户端。
(2)Consumer:消息消费者,向Kafka broker 取消息的客户端。一个分区的数据只能由一个消费者消费,且只能处理Leader的数据。
(3)Consumer Group(CG):消费者组,由多个 consumer 组成。消费者组内每个消费者负责消费不同分区的数据,一个分区只能由一个组内消费者消费;消费者组之间互不影响。所有的消费者都属于某个消费者组,即消费者组是逻辑上的一个订阅者。
(4)Broker:一台 Kafka 服务器就是一个 broker(即主机)。一个集群由多个 broker 组成。一个broker 可以容纳多个 topic。
(5)Topic:可以理解为一个队列,用于存储数据,生产者和消费者面向的都是一个 topic。
(6)Partition:为了实现扩展性,一个非常大的 topic 可以分布到多个 broker(即服务器)上,一个 topic 可以分为多个 partition,每个partition 是一个有序的队列。
(7)Replica:副本。一个 topic 的每个分区都有若干个副本,一个 Leader 和若干个Follower。
(8)Leader:每个分区多个副本的“主”,生产者发送数据的对象,以及消费者消费数据的对象都是Leader。
(9)Follower:每个分区多个副本中的“从”,实时从 Leader 中同步数据,保持和Leader 数据的同步。Leader 发生故障时,某个Follower 会成为新的Leader。
(10)Zookeeper:记录服务器节点的运行状态(即哪些节点上线了、哪些节点正在工作)、记录每一个分区谁是Leader。