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Kafka 详细介绍

article 2025/2/12 11:01:19

Kafka 详细介绍

1. 概述

Apache Kafka 是一个分布式流处理平台，由 LinkedIn 开发并开源，主要用于构建实时数据管道和流应用。它具备高吞吐量、低延迟、高可扩展性和持久性，广泛应用于日志收集、消息系统、流处理等场景。

2. 核心概念

Producer: 生产者，负责将消息发布到 Kafka 的 Topic。
Consumer: 消费者，从 Topic 订阅并消费消息。
Broker: Kafka 服务器，存储消息并处理客户端请求。
Topic: 消息类别，生产者发布消息到 Topic，消费者从中订阅。
Partition: Topic 的分区，每个 Partition 是一个有序、不可变的消息序列。
Offset: 消息在 Partition 中的唯一标识，消费者通过 Offset 跟踪消费进度。
Consumer Group: 消费者组，组内消费者共同消费一个 Topic，每条消息只被组内一个消费者处理。

3. 架构

Broker 集群: 多个 Broker 组成集群，提供高可用性和负载均衡。
Zookeeper: 管理 Broker 和 Topic 的元数据，协调集群。
Producer/Consumer API: 提供生产者和消费者的编程接口。

4. 特点

高吞吐量: 支持每秒百万级消息处理。
低延迟: 消息传递延迟在毫秒级。
持久性: 消息持久化到磁盘，支持数据保留策略。
可扩展性: 通过增加 Broker 和 Partition 实现水平扩展。
容错性: 通过副本机制保证数据不丢失。

5. 使用场景

日志收集: 集中收集分布式系统日志。
消息系统: 解耦生产者和消费者，实现异步通信。
流处理: 实时处理数据流，如点击流分析、实时推荐。

6. 安装与配置

下载 Kafka: 从 Apache Kafka 官网下载。

启动 Zookeeper:

bin/zookeeper-server-start.sh config/zookeeper.properties

启动 Kafka Broker:

bin/kafka-server-start.sh config/server.properties

创建 Topic:

bin/kafka-topics.sh --create --topic test --bootstrap-server localhost:9092 --partitions 1 --replication-factor 1

启动 Producer:

bin/kafka-console-producer.sh --topic test --bootstrap-server localhost:9092

启动 Consumer:

bin/kafka-console-consumer.sh --topic test --bootstrap-server localhost:9092 --from-beginning

7. 常用命令

查看 Topic 列表:

bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server localhost:9092

查看 Topic 详情:

bin/kafka-topics.sh --describe --topic test --bootstrap-server localhost:9092

删除 Topic:

bin/kafka-topics.sh --delete --topic test --bootstrap-server localhost:9092

8. 客户端编程

Java Producer:

Properties props = new Properties();
props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092");
props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");

Producer<String, String> producer = new KafkaProducer<>(props);
producer.send(new ProducerRecord<>("test", "key", "value"));
producer.close();

Java Consumer:

Properties props = new Properties();
props.put("bootstrap.servers", "localhost:9092");
props.put("group.id", "test-group");
props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");

Consumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
consumer.subscribe(Arrays.asList("test"));

while (true) {
    ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(100));
    for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
        System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s%n", record.offset(), record.key(), record.value());
    }
}