Kafka学习---2、kafka生产者、异步和同步发送API、分区、生产经验(二)

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容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,317元额度 多规格
简介: Kafka学习---2、kafka生产者、异步和同步发送API、分区、生产经验(二)

3、案例二

没有指明 partition 值但有 key 的情况下,将 key 的 hash 值与 topic 的 partition 数进行取余得到 partition 值。

package org.zhm.producer;
import org.apache.kafka.clients.producer.*;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer;
import java.util.Properties;
/**
 * @ClassName CustomProducerCallback1
 * @Description TODO
 * @Author Zouhuiming
 * @Date 2023/6/12 19:21
 * @Version 1.0
 */
public class CustomProducerCallback1 {
    public static void main(String[] args) {
        Properties properties=new Properties();
        properties.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"hadoop102:9092");
        properties.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringSerializer.class.getName());
        properties.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,StringSerializer.class.getName());
        KafkaProducer<String,String> kafkaProducer=new KafkaProducer(properties);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //依次指定key值为a、b、f,数据key的hash值与3分别发往1、2、0
            kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "a", "zhm" + i), new Callback() {
                @Override
                public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
                    if (e==null){
                        System.out.println("当key为a时:"+"主题:"+recordMetadata.topic()+"分区:"+recordMetadata.partition());
                    }else {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //依次指定key值为a、b、f,数据key的hash值与3分别发往1、2、0
            kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "b", "zhm" + i), new Callback() {
                @Override
                public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
                    if (e==null){
                        System.out.println("当key为b时:"+"主题:"+recordMetadata.topic()+"分区:"+recordMetadata.partition());
                    }else {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //依次指定key值为a、b、f,数据key的hash值与3分别发往1、2、0
            kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "f", "zhm" + i), new Callback() {
                @Override
                public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
                    if (e==null){
                        System.out.println("当key为f时:"+"主题:"+recordMetadata.topic()+"分区:"+recordMetadata.partition());
                    }else {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        kafkaProducer.close();
    }
}

(1)测试

①在 hadoop102 上开启 Kafka 消费者。

bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --topic first

②在 IDEA 中执行代码,观察 hadoop102 控制台中是否接收到消息。


096b2f525c0042fcb2f2817eda645082.png1.4.3

1.4.3 自定义分区器

如果研发人员可以根据企业需求,自己重新实现分区器

1、例如我们实现一个分区器实现,发送过来的数据中如果包含 atguigu,就发往 0 号分区,不包含 atguigu,就发往 1 号分区。

2、案例实现

(1)定义类实现 Partitioner 接口。

(2)重写 partition()方法。

package org.zhm.producer;
import org.apache.kafka.clients.producer.Partitioner;
import org.apache.kafka.common.Cluster;
import java.util.Map;
/**
 * @ClassName Mypartitioner
 * @Description TODO
 * @Author Zouhuiming
 * @Date 2023/6/12 19:28
 * @Version 1.0
 */
/**
 1、实现接口Partitioner
 2、实现三个方法:Partition、close、configure
 3、编写Partition方法,返回分区号
 */
public class MyPartitioner implements Partitioner {
    /*
    *
     * @description:返回信息对应的分区
     * @author: zouhuiming
     * @date: 2023/6/12 19:30
     * @param: [s, o, bytes, o1, bytes1, cluster]
     * [主题、消息的key、消息的key序列化后的字节数组、消息的value、消息的value序列哈后字节数组、集群元数据可以查看的分区信息]
     * @return: int
     **/
    @Override
    public int partition(String s, Object o, byte[] bytes, Object o1, byte[] bytes1, Cluster cluster) {
        //获取信息
        String msyValue = o1.toString();
        //创建partition
        int partition;
        //判断信息是否包含zhm
        if (msyValue.contains("zhm")){
            partition=0;
        }
        else {
            partition=1;
        }
        //返回分区号
        return partition;
    }
    @Override
    public void close() {
    }
    @Override
    public void configure(Map<String, ?> map) {
    }
}

(3)使用分区器的方法,在生产者的配置中添加分区器参数。

package org.zhm.producer;
import org.apache.kafka.clients.producer.*;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer;
import java.util.Properties;
/**
 * @ClassName CustomProducerCallbackPartitionsMine
 * @Description TODO
 * @Author Zouhuiming
 * @Date 2023/6/12 19:35
 * @Version 1.0
 */
public class CustomProducerCallbackPartitionsMine {
    public static void main(String[] args) {
        Properties properties=new Properties();
        properties.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"hadoop102:9092");
        properties.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringSerializer.class.getName());
        properties.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,StringSerializer.class.getName());
        //添加自定义分区器
        properties.put(ProducerConfig.PARTITIONER_CLASS_CONFIG,"org.zhm.producer.MyPartitioner");
        KafkaProducer<String,String> kafkaProducer=new KafkaProducer<String, String>(properties);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "zhm" + i), new Callback() {
                @Override
                public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
                    if (e==null){
                        System.out.println("主题:"+recordMetadata.topic()+"分区:"+recordMetadata.partition());
                    }else {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            kafkaProducer.send(new ProducerRecord<>("first", "hello" + i), new Callback() {
                @Override
                public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
                    if (e==null){
                        System.out.println("主题:"+recordMetadata.topic()+"分区:"+recordMetadata.partition());
                    }else {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        kafkaProducer.close();
    }
}

(4)测试

①在 hadoop102 上开启 Kafka 消费者。

bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --topic first

②在 IDEA 控制台观察回调信息。


6db2cf3c8d88468baf9f3146649c76e5.png

1.5 生产经验——生产者如何提高吞吐量

  • batch.size:批次大小,默认16k
  • linger.ms:等待时间,修改为5-100ms
  • compression.type:压缩snappy
  • RecordAccumulator:缓存区大小,修改1为64MB

1.6 生产经验——数据可靠性

1、ack应答原理


c5dca299ef18494f9f9149c6a806fdef.png

1f972ebfa731484685839e2681177725.png

可靠性总结:

acks=0,生产者发送过来数据就不管了,可靠性差,效率高;

acks=1,生产者发送过来数据Leader应答,可靠性中等,效率中等;

acks=-1(all),,生产者发送过来数据Leader和ISR队列里面所有Follwer应答,可靠性高,效率低;

在生产环境中,acks=0很少使用;acks=1,一般用于传输普通日志,允许丢个别数据;acks=-1,一般用于传输和钱相关的数据,对可靠性要求比较高的场景。

数据重复分析


cbe1bd09d5f04fc8877554560bdc7fb1.png

1.7 生产经验——数据去重

1.7.1 数据传递语义

至少一次(At Least Once) =ACK级别设置为-1+分区副本数大于等于2+ISR里应答的最小副本数量大于等于2

最多一次(At Most Once)=ACK级别设置为0

总结

At Least Once可以保证数据不丢失,但是不能保证数据不重复;

At Most Once可以保证数据不重复,但是不能保证数据不丢失。

精确一次(Exactly Once):对于一些非常重要的信息,比如和钱相关的数据,要求数据既不能重复也不丢失。Kafka 0.11版本以后,引入了一项重大特性:幂等性和事务。

1.7.2 幂等性

幂等性就是指Producer不论向Broker发送多少次重复数据,Broker端都只会持久化一条,保证了不重复。

精确一次(Exactly Once) = 幂等性 + 至少一次( ack=-1 + 分区副本数>=2 + ISR最小副本数量>=2) 。

重复数据的判断标准:具有<PID,Partition,SeqNumber>相同主键的消息提交时,Broker只会持久化一条。其中PID是Kafka每次重启都会分配一个新的;Partition表示分区号;Sequence Number是单调自增的。

所以幂等性只能保证的是在单分区单会话内不重复。

2a46e4c62cfd417bbd35adf4c7bfd87c.png

如何启用幂等性

开启参数 enable.idempotence 默认为 true,false 关闭

1.7.3 生产者事务

1、Kafka事务原理

注意:开启事务,必须开启幂等性

77ca8957460f4f7fa4d9d25201b12839.png

2、Kafka 的事务一共有如下 5 个 API

// 1 初始化事务
void initTransactions();
// 2 开启事务
void beginTransaction() throws ProducerFencedException;
// 3 在事务内提交已经消费的偏移量(主要用于消费者)
void sendOffsetsToTransaction(Map<TopicPartition, OffsetAndMetadata> offsets,
 String consumerGroupId) throws 
ProducerFencedException;
// 4 提交事务
void commitTransaction() throws ProducerFencedException;
// 5 放弃事务(类似于回滚事务的操作)
void abortTransaction() throws ProducerFencedException;

1.8 生产经验——数据有序

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1.8 生产检验——数据乱序


1、kafka在1.x版本之前保证数据单分区有序,条件如下:

max.in.flight.requests.per.connection=1(不需要考虑是否开启幂等性)。

2、kafka在1.x及以后版本保证数据单分区有序,条件如下:

(1)未开启幂等性

max.in.flight.requests.per.connection需要设置为1。

(2)开启幂等性

max.in.flight.requests.per.connection需要设置小于等于5。

原因说明:因为在kafka1.x以后,启用幂等后,kafka服务端会缓存producer发来的最近5个request的元数据,故无论如何,都可以保证最近5个request的数据都是有序的。

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