Kafka 安装教程和基本操作

news2024/10/6 20:26:55

一、简介

Kafka 是最初由 Linkedin 公司开发，是一个分布式、分区的、多副本的、多订阅者，基于 zookeeper 协调的分布式日志系统（也可以当做 MQ 系统），常见可以用于 web/nginx 日志、访问日志，消息服务等等，Linkedin于2010年12月贡献给了 Apache基金会 并成为顶级开源项目。

应用特性

  • 分布式存储：数据被自动分区并分布在集群的节点中。
  • 消息有序性：Kafka 能确保从生产者传到消费者的记录都是有序的。
  • 高容错性：允许集群中节点失败（若副本数量为n,则允许n-1个节点失败）。
  • 高吞吐量：Kafka 支持单机每秒至少处理10万以上消息，通常可以达到数百万条消息。
  • 易扩展性：支持集群热扩展。
  • 高并发：支持数千个客户端同时读写。
  • 持久性：支持消息数据持久化到本地磁盘 并支持数据备份和灵活配置数据的持久化时间。
  • 实时处理/低延迟：在数据写入的同时对进行处理，消息延迟最低只有几毫秒。

应用场景

Kafka 本质是 支持分布式的消息系统/消息中间件 。分析 Kafka 的应用场景等同于分析 消息中级件 的应用场景。通常，使用 消息系统 的 发布/订阅模型 功能来连接 生产者 和 消费者。实现以下三大功能：

  • 生产者和消费者的解耦
  • 消息持久化 / 消息冗余
  • 消息缓冲 / 流量消峰

具体应用场景有：

  • 日志收集或数据管道：作为日志收集系统或数据处理管道的一部分，以处理大量的日志数据或实时数据流。
  • 负载均衡：如果系统收到大量请求或数据流，可以使用消息队列把这些任务平均分配给多个处理器或服务，从而实现负载均衡。
  • 系统解耦：消息队列经常用作不同服务间的通信机制，以解耦系统的不同部分。
  • 分布式事务：如果一个事务需要跨多个服务进行，可以使用消息队列来协调不同服务之间的通信，确保事务的原子性。
  • 实时流数据处理：比如实时日志分析或者实时数据报警。Kafka 能接收实时数据流并保证它的可靠性和持久性，这样就可以在上游源源不断生产数据的同时，下游可以实时地进行分析。
  • 通知和实时更新：消息队列可以用作通知的中介，比如告知用户完成某个任务，或者在后端数据更新时实时通知前端。

设计目标

  • 高性能：以时间复杂度为O(1)的方式提供消息持久化能力，即使对TB级以上数据也能保证常数时间的访问性能。
  • 高吞吐率：即使在非常廉价的商用机器上也能做到单机支持每秒100K条消息的传输。
  • 消息系统：支持Kafka Server间的消息分区，及分布式消费，同时保证每个partition内的消息顺序传输。
  • 横向扩展：支持在线水平热扩展

二、kafka安装和配置

1. zookeeper安装配置

需要说明一下， 为了支持 Kafka 的集群功能， Zookeeper 必须使用集群模式部署。
本文以部署 3 个Zookeeper 实例的伪集群为例。具体安装步骤参阅之前的文章：Zookeeper 安装教程和使用指南

2. kafka安装配置

下载链接：Kafka Downloads

下载页面中包含两种下载方式

  • : kafka-[version]-src.tgz：包含 Kafka 源码和API源码，需要自己编译

a) 安装

[root@Ali ~]# wget https://downloads.apache.org/kafka/3.6.2/kafka_2.12-3.6.2.tgz
[root@Ali ~]# tar xzvf kafka_2.12-3.6.2.tgz
[root@Ali ~]# mv /usr/local/kafka_2.12-3.6.2 /usr/local/kafka

b) 配置实例

配置第一个 Kafka 实例

# broker 编号，集群内必须唯一
broker.id=1
# 监听所有ip的9091端口，PLAINTEXT表示明文传输
listeners=PLAINTEXT://:9091
# 相当于listeners=PLAINTEXT://0.0.0.0:9091
# 消息日志存放地址
log.dirs=/usr/local/kafka/logs
# ZooKeeper 地址，多个用,分隔   /kafka指定在zk上的目录
zookeeper.connect=localhost:12181/kafka,localhost:22181/kafka

配置第二个 Kafka 实例

# broker 编号，集群内必须唯一
broker.id=1
# 监听所有ip的9092端口，PLAINTEXT表示明文传输
listeners=PLAINTEXT://:9092
# 消息日志存放地址
log.dirs=/opt/kafka/logs
# ZooKeeper 地址，多个用,分隔
zookeeper.connect=localhost:12181/kafka,localhost:22181/kafka

注：两个客户端的listeners中的port不能一样

4) 服务管理

# 启动服务 -daemon 表示后台启动
$KAFKA_HOME/bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties


# 查看服务
jps -l
	43330 org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain
	14356 org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch
	14583 org.logstash.Logstash
	45976 kafka.Kafka  # kafka服务进程
	
netstat -anlpt | grep 9091
	tcp6       0      0 :::9091                 :::*                    LISTEN      45976/java
	tcp6       0      0 192.168.18.128:9091     192.168.18.128:49356    TIME_WAIT   -

# 关闭服务
$KAFKA_HOME/bin/kafka-server-stop.sh

3. 常用操作

1) 创建topic

 #两条命令效果一样
bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server localhost:9091 --partitions 2 --replication-factor 2 --topic yumu
bin/kafka-topics.sh --create --zookeeper localhost:2181/kafka --partitions 2 --replication-factor 2 --topic yumu

在kafka1上创建一个topic，会自动同步到其他客户端

  • --create表示创建操作
  • --zookeeper 指定了 Kafka 连接的 ZooKeeper
  • --partitions 表示每个主题4个分区
  • --replication-factor 表示创建每个分区创建2个副本（副本因子）
  • --topic 表示主题名称。
    注：副本因子不能超过存活的broker数量，否则报错：Replication factor: 20 larger than available brokers: xxx.

2) 查看topic

# 查看topic列表     #两条命令效果一样
bin/kafka-topics.sh --list --bootstrap-server localhost:9092
bin/kafka-topics.sh --list --zookeeper localhost:2181/kafka 
	__consumer_offsets
	topic-demo
	yumu

# 查看topic详细信息   #两条命令效果一样
bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server localhost:9092 --describe --topic yumu
bin/kafka-topics.sh --zookeeper localhost:2181/kafka --describe --topic yumu 
	Topic: yumu	PartitionCount: 2	ReplicationFactor: 2	Configs:
		Topic: yumu	Partition: 0	Leader: 1	Replicas: 1,2	Isr: 1,2
		Topic: yumu	Partition: 1	Leader: 1	Replicas: 2,1	Isr: 1,2

3) 测试通信

# 窗口1，启动生产者，向yumu主题发送消息
bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic yumu

# 窗口2，启动消费者，订阅yumu主题
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9091 --topic yumu

# 窗口3，启动消费者，订阅yumu主题
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic yumu

=====结果=====
# 生产者
bin/kafka-console-producer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic yumu
>hello, kafka!
>once again.
>
# 消费者1
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9091 --topic yumu
hello, kafka!
once again.

# 消费者2
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic yumu
hello, kafka!
once again.

# 查看所有消息
bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic yumu --from-beginning

# 删除topic
bin/kafka-topics.sh --delete --bootstrap-server localhost:9091  --topic yumu

三、遇到的问题

1. 第一次启动kafka成功后，关闭kafka并修改配置，再次启动失败，报错如下：

[2020-11-07 20:43:00,866] INFO Cluster ID = MChFWWMBT9GJClVEriND5A (kafka.server.KafkaServer)
[2020-11-07 20:43:00,873] ERROR Fatal error during KafkaServer startup. Prepare to shutdown (kafka.server.KafkaServer)
kafka.common.InconsistentClusterIdException: The Cluster ID MChFWWMBT9GJClVEriND5A doesn't match stored clusterId Some(c6QPfvqlS6C3gtsYZptQ8Q) in meta.properties. The broker is trying to join the wrong cluster. Configured zookeeper.connect may be wrong.
        at kafka.server.KafkaServer.startup(KafkaServer.scala:235)
        at kafka.server.KafkaServerStartable.startup(KafkaServerStartable.scala:44)
        at kafka.Kafka$.main(Kafka.scala:82)
        at kafka.Kafka.main(Kafka.scala)
[2020-11-07 20:43:00,875] INFO shutting down (kafka.server.KafkaServer)
[2020-11-07 20:43:00,877] INFO [ZooKeeperClient Kafka server] Closing. (kafka.zookeeper.ZooKeeperClient)
[2020-11-07 20:43:00,986] INFO Session: 0x1000da0dde2000c closed (org.apache.zookeeper.ZooKeeper)
[2020-11-07 20:43:00,986] INFO EventThread shut down for session: 0x1000da0dde2000c (org.apache.zookeeper.ClientCnxn)
[2020-11-07 20:43:00,987] INFO [ZooKeeperClient Kafka server] Closed. (kafka.zookeeper.ZooKeeperClient)
[2020-11-07 20:43:00,992] INFO shut down completed (kafka.server.KafkaServer)[2020-11-07 20:43:00,992] ERROR Exiting Kafka. (kafka.server.KafkaServerStartable)
[2020-11-07 20:43:00,993] INFO shutting down (kafka.server.KafkaServer)

原因：
kafka启动之后会生成一些日志和配置，导致这个问题的原因是第一次启动之后生成了log/meta.properties文件

cat meta.properties
#
#Sat Nov 07 21:43:51 CST 2020
broker.id=1
version=0
cluster.id=MChFWWMBT9GJClVEriND5A

第二次改完配置后再去启动的时候生成应该会生成一个新的id，新的id和旧的ID不一致导致无法启动，删除log/meta.properties文件后重新启动即可（疑问：是不是我关闭的方法不对呢？）

推荐阅读：

  • Kafka介绍
  • ELK介绍
  • Kafka安装
  • C语言操作kafka以及安装librdkafka库

下一篇：Kafka消息系统原理

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