【Kafka】开发实战和Springboot集成kafka

消息的发送与接收

生产者

在这里插入图片描述

生产者主要的对象有： KafkaProducer ， ProducerRecord 。

其中 KafkaProducer 是用于发送消息的类， ProducerRecord 类用于封装Kafka的消息。

KafkaProducer 的创建需要指定的参数和含义：

bootstrap.servers：配置生产者如何与broker建立连接。该参数设置的是初始化参数。如果生产者需要连接的是Kafka集群，则这里配置集群中几个部分broker的地址，而不是全部，当生产者连接上此处指定的broker之后，在通过该连接发现集群中的其他节点。
key.serializer：要发送信息的key数据的序列化类。设置的时候可以写类名，也可以使用该类的Class对象。
value.serializer：要发送消息的value数据的序列化类。设置的时候可以写类名，也可以使用该类的Class对象。
acks：默认值：all。
- acks=0：生产者不等待broker对消息的确认，只要将消息放到缓冲区，就认为消息已经发送完成。该情形不能保证broker是否真的收到了消息，retries配置也不会生效。发送的消息的返回的消息偏移量永远是-1。
- acks=1：表示消息只需要写到主分区即可，然后就响应客户端，而不等待副本分区的确认。在该情形下，如果主分区收到消息确认之后就宕机了，而副本分区还没来得及同步该消息，则该消息丢失。
- acks=all：leader分区会等待所有的ISR副本分区确认记录。该处理保证了只要有一个ISR副本分区存活，消息就不会丢失。这是Kafka最强的可靠性保证，等效于 acks=-1。
retries：retries重试次数。当消息发送出现错误的时候，系统会重发消息。跟客户端收到错误时重发一样。如果设置了重试，还想保证消息的有序性，需要设置MAX_IN_FLIGHT_REQUESTS_PER_CONNECTION=1，否则在重试此失败消息的时候，其他的消息可能发送成功了。

其他参数可以从 org.apache.kafka.clients.producer.ProducerConfig 中找到。后面的内容会介绍到。

消费者生产消息后，需要broker端的确认，可以同步确认，也可以异步确认。同步确认效率低，异步确认效率高，但是需要设置回调对象。

示例如下：

import org.apache.kafka.clients.producer.Callback;
import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;
import org.apache.kafka.common.header.Header;
import org.apache.kafka.common.header.internals.RecordHeader;
import org.apache.kafka.common.serialization.IntegerSerializer;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;

public class MyProducer1 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
        // 指定初始连接用到的broker地址
        configs.put("bootstrap.servers", "192.168.100.101:9092");
        // 指定key的序列化类
        configs.put("key.serializer", IntegerSerializer.class);
        // 指定value的序列化类
        configs.put("value.serializer", StringSerializer.class);

//        configs.put("acks", "all");
//        configs.put("reties", "3");

        KafkaProducer<Integer, String> producer = new KafkaProducer<Integer, String>(configs);

        // 用于设置用户自定义的消息头字段
        List<Header> headers = new ArrayList<>();
        headers.add(new RecordHeader("biz.name", "producer.demo".getBytes()));

        ProducerRecord<Integer, String> record = new ProducerRecord<Integer, String>(
                "topic_1",  // topic
                0,  // 分区
                0,  // key
                "hello lagou 0", // value
                headers  // headers
        );

        // 消息的同步确认
        final Future<RecordMetadata> future = producer.send(record);
        final RecordMetadata metadata = future.get();
        System.out.println("消息的主题：" + metadata.topic());
        System.out.println("消息的分区号：" + metadata.partition());
        System.out.println("消息的偏移量：" + metadata.offset());

        // 关闭生产者
        producer.close();
    }
}

如果需要异步发送，如下：

package com.lagou.kafka.demo.producer;

import org.apache.kafka.clients.producer.Callback;
import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;
import org.apache.kafka.common.header.Header;
import org.apache.kafka.common.header.internals.RecordHeader;
import org.apache.kafka.common.serialization.IntegerSerializer;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Future;

public class MyProducer1 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
        // 指定初始连接用到的broker地址
        configs.put("bootstrap.servers", "192.168.100.101:9092");
        // 指定key的序列化类
        configs.put("key.serializer", IntegerSerializer.class);
        // 指定value的序列化类
        configs.put("value.serializer", StringSerializer.class);

//        configs.put("acks", "all");
//        configs.put("reties", "3");

        KafkaProducer<Integer, String> producer = new KafkaProducer<Integer, String>(configs);

        // 用于设置用户自定义的消息头字段
        List<Header> headers = new ArrayList<>();
        headers.add(new RecordHeader("biz.name", "producer.demo".getBytes()));

        ProducerRecord<Integer, String> record = new ProducerRecord<Integer, String>(
                "topic_1",  // topic
                0,  // 分区
                0,  // key
                "hello lagou 0", // value
                headers  // headers
        );

        // 消息的异步确认
        producer.send(record, new Callback() {
            @Override
            public void onCompletion(RecordMetadata metadata, Exception exception) {
                if (exception == null) {
                    System.out.println("消息的主题：" + metadata.topic());
                    System.out.println("消息的分区号：" + metadata.partition());
                    System.out.println("消息的偏移量：" + metadata.offset());
                } else {
                    System.out.println("异常消息：" + exception.getMessage());
                }
            }
        });

        // 关闭生产者
        producer.close();
    }
}

消费者

kafka不支持消息的推送（当然可以自己已实现），采用的消息的拉取（poll方法）。

消费者主要的对象是kafkaConsumer，用于消费消息的类。

其主要参数：

bootstrap.servers：与kafka建立初始连接的broker地址列表
key.deserializer：key的反序列化器
value.deserializer：value的反序列化器
group.id：指定消费者组id，用于标识该消费者属于哪个消费者组
auto.offset.reset：当kafka中没有初始化偏移量或当前偏移量在服务器中不存在（如数据被删除了），处理办法
- earliest：自动重置偏移量到最早的偏移量
- latest：自动重置偏移量到最新的偏移量
- none：如果消费者组原来的偏移量（previous）不存在，向消费者抛出异常
- anything：向消费者抛异常

ConsumerConfig类中包含了所有的可以给kafkaConsumer的参数。

示例：

import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.common.serialization.IntegerDeserializer;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.function.Consumer;

public class MyConsumer1 {
    public static void main(String[] args) {

        Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
        // node1对应于192.168.100.101，windows的hosts文件中手动配置域名解析
        configs.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "node1:9092");
        // 使用常量代替手写的字符串，配置key的反序列化器
        configs.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, IntegerDeserializer.class);
        // 配置value的反序列化器
        configs.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class);
        // 配置消费组ID
        configs.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "consumer_demo1");
        // 如果找不到当前消费者的有效偏移量，则自动重置到最开始
        // latest表示直接重置到消息偏移量的最后一个
        configs.put(ConsumerConfig.AUTO_OFFSET_RESET_CONFIG, "earliest");

        KafkaConsumer<Integer, String> consumer = new KafkaConsumer<Integer, String>(configs);

        // 先订阅，再消费
        consumer.subscribe(Arrays.asList("topic_1"));

        // 如果主题中没有可以消费的消息，则该方法可以放到while循环中，每过3秒重新拉取一次
        // 如果还没有拉取到，过3秒再次拉取，防止while循环太密集的poll调用。
        // 批量从主题的分区拉取消息
        final ConsumerRecords<Integer, String> consumerRecords = consumer.poll(3_000);

        // 遍历本次从主题的分区拉取的批量消息
        consumerRecords.forEach(new Consumer<ConsumerRecord<Integer, String>>() {
            @Override
            public void accept(ConsumerRecord<Integer, String> record) {
                System.out.println(record.topic() + "\t"
                        + record.partition() + "\t"
                        + record.offset() + "\t"
                        + record.key() + "\t"
                        + record.value());
            }
        });

        consumer.close();

    }
}

SpringBoot 集成kafka

这里把生产者和消费者放在一个项目中，实际可能是在两个里的。

1、引入依赖

<dependency> 
  <groupId>org.springframework.kafka</groupId> 
  <artifactId>spring-kafka</artifactId>
</dependency>

2、配置

spring.application.name=springboot-kafka-02 
server.port=8080 

# 用于建立初始连接的broker地址 
spring.kafka.bootstrap-servers=node1:9092 
# producer用到的key和value的序列化类 
spring.kafka.producer.key- serializer=org.apache.kafka.common.serialization.IntegerSerializer
spring.kafka.producer.value- serializer=org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer 
# 默认的批处理记录数 
spring.kafka.producer.batch-size=16384 
# 32MB的总发送缓存 
spring.kafka.producer.buffer-memory=33554432 
# consumer用到的key和value的反序列化类 
spring.kafka.consumer.key- deserializer=org.apache.kafka.common.serialization.IntegerDeserializer 
spring.kafka.consumer.value- deserializer=org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
# consumer的消费组id 
spring.kafka.consumer.group-id=spring-kafka-02-consumer 
# 是否自动提交消费者偏移量
spring.kafka.consumer.enable-auto-commit=true
# 每隔100ms向broker提交一次偏移量 
spring.kafka.consumer.auto-commit-interval=100 
# 如果该消费者的偏移量不存在，则自动设置为最早的偏移量 
spring.kafka.consumer.auto-offset-reset=earliest

3、启动类

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Demo02SpringbootKafkaApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Demo02SpringbootKafkaApplication.class, args);
    }

}

4、生产者

这里我们就写在Controller里就好，如下：

import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate;
import org.springframework.kafka.support.SendResult;
import org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.concurrent.ExecutionException;

@RestController
public class KafkaSyncProducerController {

    @Autowired
    private KafkaTemplate<Integer, String> template;

    @RequestMapping("send/sync/{message}")
    public String send(@PathVariable String message) {

        final ListenableFuture<SendResult<Integer, String>> future = template.send("topic-spring-01", 0, 0, message);
        // 同步发送消息
        try {
            final SendResult<Integer, String> sendResult = future.get();
            final RecordMetadata metadata = sendResult.getRecordMetadata();

            System.out.println(metadata.topic() + "\t" + metadata.partition() + "\t" + metadata.offset());

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return "success";
    }

}

上面是同步发送消息，如果异步发送消息，可改为如下：

import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate;
import org.springframework.kafka.support.SendResult;
import org.springframework.util.concurrent.ListenableFuture;
import org.springframework.util.concurrent.ListenableFutureCallback;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class KafkaAsyncProducerController {

    @Autowired
    private KafkaTemplate<Integer, String> template;


    @RequestMapping("send/async/{message}")
    public String send(@PathVariable String message) {

        final ListenableFuture<SendResult<Integer, String>> future = this.template.send("topic-spring-01", 0, 1, message);

        // 设置回调函数，异步等待broker端的返回结果
        future.addCallback(new ListenableFutureCallback<SendResult<Integer, String>>() {
            @Override
            public void onFailure(Throwable throwable) {
                System.out.println("发送消息失败：" + throwable.getMessage());
            }

            @Override
            public void onSuccess(SendResult<Integer, String> result) {
                final RecordMetadata metadata = result.getRecordMetadata();

                System.out.println("发送消息成功：" + metadata.topic() + "\t" + metadata.partition() + "\t" + metadata.offset());
            }
        });

        return "success";
    }

}

5、消费者

import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class MyConsumer {

    @KafkaListener(topics = "topic-spring-01")
    public void onMessage(ConsumerRecord<Integer, String> record) {
        System.out.println("消费者收到的消息："
                + record.topic() + "\t"
                + record.partition() + "\t"
                + record.offset() + "\t"
                + record.key() + "\t"
                + record.value());
    }

}

6、kafka配置类

上面当我们启动生产者和消费者时，kafka会自动为我们创建好topic和分区等。那是因为kafka的KafkaAutoConfigration里有个KafkaAdmin，他负责自动检测需要创建的topic和分区等。如果我们想自己创建，或者自定义KafkaTemplate（一般不会这么做），可以使用配置类，如下：

import org.apache.kafka.clients.admin.NewTopic;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerConfig;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.kafka.core.KafkaAdmin;
import org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate;
import org.springframework.kafka.core.ProducerFactory;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Configuration
public class KafkaConfig {


    @Bean
    public NewTopic topic1() {
        return new NewTopic("nptc-01", 3, (short) 1);
    }

    @Bean
    public NewTopic topic2() {
        return new NewTopic("nptc-02", 5, (short) 1);
    }

    @Bean
    public KafkaAdmin kafkaAdmin() {
        Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
        configs.put("bootstrap.servers", "node1:9092");
        KafkaAdmin admin = new KafkaAdmin(configs);
        return admin;
    }

    @Bean
    @Autowired
    public KafkaTemplate<Integer, String> kafkaTemplate(ProducerFactory<Integer, String> producerFactory) {

        // 覆盖ProducerFactory原有设置
        Map<String, Object> configsOverride = new HashMap<>();
        configsOverride.put(ProducerConfig.BATCH_SIZE_CONFIG, 200);

        KafkaTemplate<Integer, String> template = new KafkaTemplate<Integer, String>(
                producerFactory, configsOverride
        );
        return template;
    }

}

服务端参数配置

$KAFKA_HOME/config/server.properties文件中的一些配置。

1、zookeeper.connect

该参数用于配置Kafka要连接的Zookeeper/集群的地址。

它的值是一个字符串，使用逗号分隔Zookeeper的多个地址。Zookeeper的单个地址是 host:port形式的，可以在最后添加Kafka在Zookeeper中的根节点路径。

如：

zookeeper.connect=node2:2181,node3:2181,node4:2181/myKafka 1

2、listeners

用于指定当前Broker向外发布服务的地址和端口。

配置项为

listeners=PLAINTEXT://:9092

如下：

在这里插入图片描述

PLAINTEXT是一种协议名称；上面ip地址没写，可以配置成listeners=PLAINTEXT://0.0.0.0:9092，则只有本机可以访问。也可以是其他配置。

可以配置多个，逗号分割。但是多个listener的协议名称不能相同，且端口号不能相同。如果想用一个协议，则需要在listener.security.protocol.map维护听器名称和协议的map。

可以与 advertised.listeners 配合，用于做内外网隔离，比如创建topic和分区的等管理方面的使用一个地址，发送和消费消息则使用另一个地址，即管理和使用分开。

内外网隔离配置：

listener.security.protocol.map

监听器名称和安全协议的映射配置。比如，可以将内外网隔离，即使它们都使用SSL。

listener.security.protocol.map=INTERNAL:SSL,EXTERNAL:SSL

冒号前面代表监听器名称，后面代表真正的协议。每个监听器的名称只能在map中出现一次。

listeners

用于配置broker监听的URI以及监听器名称列表，使用逗号隔开多个URI及监听器名称。如果监听器名称代表的不是安全协议，必须配置listener.security.protocol.map。每个监听器必须使用不同的网络端口。

advertised.listeners

需要将该地址发布到zookeeper供客户端使用。

可以在zookeeper的 get /myKafka/brokers/ids/<broker.id> 中找到。

在IaaS环境，该条目的网络接口得与broker绑定的网络接口不同。

如果不设置此条目，就使用listeners的配置。跟listeners不同，该条目不能使用0.0.0.0网络端口。

advertised.listeners的地址必须是listeners中配置的或配置的一部分。

inter.broker.listener.name

用于配置broker之间通信使用的监听器名称，该名称必须在advertised.listeners列表中。

inter.broker.listener.name=EXTERNAL

典型配置如下：

在这里插入图片描述

3、 broker.id

该属性用于唯一标记一个Kafka的Broker，它的值是一个任意integer值。当Kafka以分布式集群运行的时候，尤为重要。

最好该值跟该Broker所在的物理主机有关的，如主机名为 host1.lagou.com ，则 broker.id=1 ；如果主机名为 192.168.100.101 ，则 broker.id=101 等等。

4、 log.dir

通过该属性的值，指定Kafka在磁盘上保存消息的日志片段的目录。它是一组用逗号分隔的本地文件系统路径。

如果指定了多个路径，那么broker 会根据“最少使用”原则，把同一个分区的日志片段保存到同一个路径下。

broker 会往拥有最少数目分区的路径新增分区，而不是往拥有最小磁盘空间的路径新增分区。