Apache Kafka-消息丢失分析 及 ACK机制探究

简介: Apache Kafka-消息丢失分析 及 ACK机制探究

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消息丢失概述


消息丢失得分两种情况 : 生产者 和 消费者 都有可能因处理不当导致消息丢失的情况

发送端消息丢失20191116123525638.png

acks=0: 表示producer不需要等待任何broker确认收到消息的回复,就可以继续发送下一条消息。性能最高,但是最容易丢消息。大数据统计报表场景,对性能要求很高,对数据丢失不敏感的情况可以用这种。

acks=1: 至少要等待leader已经成功将数据写入本地log,但是不需要等待所有follower是否成功写入。就可以继续发送下一条消息。这种情况下,如果follower没有成功备份数据,而此时leader又挂掉,则消息会丢失。

acks=-1或all: 这意味着leader需要等待所有备份(min.insync.replicas配置的备份个数)都成功写入日志,这种策略会保证只要有一个备份存活就不会丢失数据。这是最强的数据保证。一般除非是金融级别,或跟钱打交道的场景才会使用这种配置。当然了如果min.insync.replicas配置的是1则也可能丢消息,跟acks=1情况类似。


消费端消息丢失


如果消费这边配置的是自动提交,万一消费到数据还没处理完,就自动提交offset了,但是此时你consumer直接宕机了,未处理完的数据丢失了,下次也消费不到了。


Code


20210219144925110.png


POM依赖

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 引入 Spring-Kafka 依赖 -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
      <artifactId>spring-kafka</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <scope>test</scope>
    </dependency>
  </dependencies>


配置文件

spring:
  # Kafka 配置项,对应 KafkaProperties 配置类
  kafka:
    bootstrap-servers: 192.168.126.140:9092 # 指定 Kafka Broker 地址,可以设置多个,以逗号分隔
    # Kafka Producer 配置项
    producer:
      acks: 1 # 0-不应答。1-leader 应答。all-所有 leader 和 follower 应答。
      retries: 3 # 发送失败时,重试发送的次数
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer # 消息的 key 的序列化
      value-serializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonSerializer # 消息的 value 的序列化
      batch-size: 16384 # 每次批量发送消息的最大数量   单位 字节  默认 16K
      buffer-memory: 33554432 # 每次批量发送消息的最大内存 单位 字节  默认 32M
      properties:
        linger:
          ms: 10000 # 批处理延迟时间上限。[实际不会配这么长,这里用于测速]这里配置为 10 * 1000 ms 过后,不管是否消息数量是否到达 batch-size 或者消息大小到达 buffer-memory 后,都直接发送一次请求。
    # Kafka Consumer 配置项
    consumer:
      auto-offset-reset: earliest # 设置消费者分组最初的消费进度为 earliest
      key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-deserializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonDeserializer
      properties:
        spring:
          json:
            trusted:
              packages: com.artisan.springkafka.domain
      enable-auto-commit: false  # 关闭自动提交
    # Kafka Consumer Listener 监听器配置
    listener:
      missing-topics-fatal: false # 消费监听接口监听的主题不存在时,默认会报错。所以通过设置为 false ,解决报错
      ack-mode: manual # 手工提交
logging:
  level:
    org:
      springframework:
        kafka: ERROR # spring-kafka
      apache:
        kafka: ERROR # kafka


20210219144057200.png

主要的参数变化

  • spring.kafka.consumer.enable-auto-commit: false 配置,使用 Spring-Kafka 的消费进度的提交机制。 默认值 false


20210219170307627.png


  • 增加 spring.kafka.listener.ack-mode: manual 配置, MANUAL 模式 即为 调用时,先标记提交消费进度。 消费完成后,再提交消费进度。

生产者

package com.artisan.springkafka.producer;
import com.artisan.springkafka.constants.TOPIC;
import com.artisan.springkafka.domain.MessageMock;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate;
import org.springframework.kafka.support.SendResult;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
/**
 * @author 小工匠
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2021/2/17 22:25
 * @mark: show me the code , change the world
 */
@Component
public class ArtisanProducerMock {
    @Autowired
    private KafkaTemplate<Object,Object> kafkaTemplate ;
    /**
     * 同步发送
     * @return
     * @throws ExecutionException
     * @throws InterruptedException
     */
    public SendResult sendMsgSync() throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 模拟发送的消息
        Integer id = new Random().nextInt(100);
        MessageMock messageMock = new MessageMock(id,"artisanTestMessage-" + id);
        // 同步等待
       return  kafkaTemplate.send(TOPIC.TOPIC, messageMock).get();
    }
    public ListenableFuture<SendResult<Object, Object>> sendMsgASync() throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 模拟发送的消息
        Integer id = new Random().nextInt(100);
        MessageMock messageMock = new MessageMock(id,"messageSendByAsync-" + id);
        // 异步发送消息
        ListenableFuture<SendResult<Object, Object>> result = kafkaTemplate.send(TOPIC.TOPIC, messageMock);
        return result ;
    }
}


消费者

package com.artisan.springkafka.consumer;
import com.artisan.springkafka.constants.TOPIC;
import com.artisan.springkafka.domain.MessageMock;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener;
import org.springframework.kafka.support.Acknowledgment;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author 小工匠
 * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2021/2/17 22:33
 * @mark: show me the code , change the world
 */
@Component
public class ArtisanCosumerMock {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
    private static final String CONSUMER_GROUP_PREFIX = "MANUAL_ACK_" ;
    @KafkaListener(topics = TOPIC.TOPIC ,groupId = CONSUMER_GROUP_PREFIX + TOPIC.TOPIC)
    public void onMessage(MessageMock messageMock, Acknowledgment acknowledgment) throws InterruptedException {
        logger.info("【接受到消息][线程:{} 消息内容:{}]", Thread.currentThread().getName(), messageMock);
        // MOCK  BUSSINESS
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        // 手动提交消费进度
        acknowledgment.acknowledge();
    }
}


方法中增加了Acknowledgment 参数,过调用#acknowledge() 方法,可以手工提交当前消息的 Topic 的 Partition 的消费进度,确保消息不丢失。


单元测试

package com.artisan.springkafka.produceTest;
import com.artisan.springkafka.SpringkafkaApplication;
import com.artisan.springkafka.producer.ArtisanProducerMock;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.kafka.support.SendResult;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
import org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture;
import org.springframework.util.concurrent.ListenableFutureCallback;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * @author 小工匠
 *  * @version 1.0
 * @description: TODO
 * @date 2021/2/17 22:40
 * @mark: show me the code , change the world
 */
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = SpringkafkaApplication.class)
public class ProduceMockTest {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
    @Autowired
    private ArtisanProducerMock artisanProducerMock;
    @Test
    public void testAsynSend() throws ExecutionException, InterruptedException {
        logger.info("开始发送");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            artisanProducerMock.sendMsgASync().addCallback(new ListenableFutureCallback<SendResult<Object, Object>>() {
                @Override
                public void onFailure(Throwable throwable) {
                    logger.info(" 发送异常{}]]", throwable);
                }
                @Override
                public void onSuccess(SendResult<Object, Object> objectObjectSendResult) {
                    logger.info("回调结果 Result =  topic:[{}] , partition:[{}], offset:[{}]",
                         objectObjectSendResult.getRecordMetadata().topic(),
                            objectObjectSendResult.getRecordMetadata().partition(),
                            objectObjectSendResult.getRecordMetadata().offset());
                }
            });
        }
        // 阻塞等待,保证消费
        new CountDownLatch(1).await();
    }
}


测试结果



2021021914422388.png


20210219165806623.png


20210219170001395.png



懂了么,老兄 ~


源码地址

https://github.com/yangshangwei/boot2/tree/master/springkafkaACK

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