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【中间件】 Kafka

article 2025/2/8 1:36:41

1.先导知识：

消息队列MQ(Message Queue): 将需要传输的数据临时(设置有效期)存放在队列中,进行存取消息
消息队列中间件：用来存储消息的中间件(组件)

2.消息队列的应用场景

异步处理
- 为什么要使用消息队列？
  - 比较耗时的操作放在其他系统中，通过消息队列将需要处理的消息进行存储，其他系统可以消费消息队列中的数据
- 案例：用户注册，后端一方面需要保存用户信息；另一方面需要发送短信，发送邮箱等需要连接第三方服务，需要额外等待一段时间
- 常见的异步处理：
  - 下载报表
系统解耦
- 为什么要使用消息队列？
  - 原先一个微服务调用接口去调用另一个微服务，耦合比较严重，只要接口发生变化就会导致系统不可用。使用消息队列可以进行解耦，第一个微服务可以将消息放入到消息队列，另外一个微服务去处理。
- 案例：系统之间的依赖即耦合度
流量削峰
- 为什么要使用消息队列？
- - 因为消息队列是低延迟，高可靠，高吞吐，可以应对大量并发。先接收大量用户的请求放到消息队列，再使用业务处理程序进行处理。
日志处理
- 为什么要使用消息队列？
  - 临时存储大量用户信息
- 案例：记录分析用户行为，手机大量的用户访问信息

3.生产者，消费者模型

1.点对点模式
- 步骤：
  - 消息生产者发送消息-> MQ
  - 消费者从MQ取出并消费
  - MQ删除消息，不再存储
- 特点：
  - 单个消息只有一个消费者
  - 生产者和消费者之间无依赖性。生产者发送消息之后，不管消费者是否在允许，都不影响发送者下次发送消息
  - 消费者消费之后需要向MQ应答，方便队列删除消息
2.发布订阅模式
- 步骤：
  - 单个消息可以有多个订阅者
  - 发布者和订阅者之间有时间依赖性。针对某个topic的订阅者，它必须创建一个订阅者之后，才能消费消息。
  - 订阅者需要提前订阅该topic,并保持在线运行

4.Kafka

是什么？
- Apache 软件基金会开发的一个开源流，分布式流平台。
  - 分布式的流平台的3个关键能力：发布和订阅数据流；以容错的持久化方式存储数据流；处理数据流
为什么用Kafka?
- 支持生产者，消费者模型
- 单机吞吐量是十万级
- 消息延迟是毫秒级
- 分布式可用型性高
- 消息理论不会丢失
- 支持事务
应用场景：
- 建立实时数据管道，在系统/应用程序之间获取数据。
- 构建实时流应用程序，转换/响应数据流
KafkaTool 图形界面工具
- 是一个用于管理和监控 Apache Kafka 集群的图形界面工具
- 官方网站： Offset Explorer
基本操作
- 创建主题topic(实际工作中给开发要topic)类似Mysql的表
- 生产者生产消息(以key,value键值对)到Kafka的topic中
- 从Kafka topic取消息进行消费
  - 一个消费组中包含多个消费者,可以共同消费topic中的数据
  - 一个分区只能被一个消费者消费
Kafka幂等性
Kafkas生产者的分区写入策略
- 轮询分区（默认）
  - 触发条件：生产消息时key为null
- 按key分区
  - 触发条件：生产消息时有key会根据分区数按模运算
- 自定义分区
- 写入策略会存在乱序问题：
  - 生产者是有写入策略，如果topic有多个分区，就会根据策略分配到不同partiton中存储，全局是乱序的；如果topic只有一个分区，消息是有序的。
Kafka消费者的分区分配策略：
- Range范围分配策略(默认)
  - 按照topic维度，确保每个消费者消费的分区数量是均衡的