介绍

kafka在过去几年获得了巨大的普及。在微服务架构中，它起着举足轻重的作用。它使数据能够从一项服务转移到另一项服务。我开始这个系列是为了帮助初学者深入了解 Kafka。但是，在我们深入之前，了解一些基础知识很重要。因此，在这篇文章中，我们将学习基础知识，并最终深入探讨。

基本

“Kafka 是一个高度可扩展、持久、容错的分布式流媒体平台。” 这是我们从Kafka官网看到的定义。这些行话可能会吓到新人。让我们先了解一下这些的含义。

高度可扩展：如果 Kafka 的传入消息不断增加，您可以通过向集群添加更多代理来扩展系统。您可以通过添加更多机器或通过添加更多磁盘空间来垂直扩展它。

耐用：耐用性是持续时间更长的能力。发送到 Kafka 主题的消息会保存在磁盘中。除非您将它们配置为删除，否则它们不会被删除。

容错：首先，容错是指系统在一个或多个节点发生故障时仍能运行的能力。在 Kafka 集群中，即使一个 broker 挂了，系统仍然可以运行，因为有复制。我们将在以后的帖子中了解这一点。

分布式流媒体平台：流是连续的流。在 Kafka 中，生产者生产消息，消费者消费。此流从未停止。这就是为什么我们称 Kafka 为流媒体平台。

简而言之，Kafka 在传统的客户端-服务器架构上工作。服务器是Kafka，生产者（发送数据的）和消费者（接收数据的）是客户端。客户端和服务器之间的通信通过Kafka 团队实现的定制高性能 TCP 协议进行。大多数编程语言都有许多可用的客户端库。

事件

事件描述发生的事情。例如，在电子商务系统中，事件的例子可以是“订单已创建”、“商品已添加到购物车”、“订单已送达”。在 Kafka 中，我们以事件的形式读取或写入数据。事件数据的示例ORDER_CREATED如下所示。我们可以用 XML、JSON 或 Avro 发送这些数据。

{
  "order_id": "abcd-1234",
  "order_amount": "50.00",
  "created_by": "lokesh",
  "created_on": "2022-02-09T22:02:00Z"
}

基本架构

生产者是将数据“发送”到 Kafka 的实体。消费者是“消费”来自 Kafka 的数据的实体。在 Kafka 中，这两个实体都是松散耦合的。这意味着，生产者只生产而不管消费者的存在。同样，消费者的责任是在不依赖生产者的情况下消费来自 Kafka 的数据。

主题和分区

事件按主题分类。主题包含相关信息。在设计数据管道时，主题是基于语义创建的。每个主题都有其意义和目的。例如，“支付”是接收支付相关事件的主题。每个主题分为多个分区。主题是 Kafka 中的逻辑实体，这意味着它在物理上不存在，而分区存在。当您创建一个包含“n”个分区的主题时，下面是幕后发生的事情。

1. Kafka 创建了 ‘n’ 个名称为topic-1, topic-2…的文件夹topic-n。
2. 在每个文件夹中，都会有存储事件的文件。

我们将在接下来的帖子中进入内部。现在，谈到分区，它是最小的存储单元和仅附加数据结构，其中事件附加到末尾。分区允许用户获得并行性。分区数越多，并行度越高。

分区键

当生产者向 Kafka broker 发送消息时，他们会去哪个分区？好吧，如果没有发送分区键，它们将转到一个随机分区。什么是分区键？它是发送时的可选参数，Kafka 确保具有相同分区键的消息写入同一个分区。让我们用下图来说明它。带有分区键“lokesh、john & kate”的消息被发送到partition 1。与其他键相同。在幕后，Kafka 计算分区键的哈希值，并对总分区应用模运算以获得分区。分区键解决了一些需要根据分区键聚合消息的用例。

消费者如何工作？

当您启动消费者时，会发生以下情况。

1. 我们向消费者指定 Kafka 引导程序 URL（或 zookeeper URL，当提供 Kafka 代理时将自动发现）。
2. 消费者打开与代理的 TCP 连接并注册自己。
3. 消费者询问经纪人它在哪里，经纪人返回偏移量。Kafka 代理在一个名为__consumer_offsets.
4. 消费者不断轮询并从偏移量开始消费消息。
5. 消费者完成工作并将偏移量提交回代理。
6. 消费者移动到下一条消息并且该过程继续。

如果您的消费者需要更多时间来处理每条消息，那么您可以将配置max.poll.interval.ms更改为更高的值。默认情况下，它设置为 5 分钟。您还可以调整max.poll.records，它指定消费者可以在单个轮询调用中获取的最大记录数。

抵消

在计算机科学中，维基百科对偏移量的定义如下。在 Kafka 的上下文中也是如此。它告诉消息位置。

偏移量是一个整数，指示对象的开始与给定元素或点之间的距离（位移），大概在同一对象内。

消费者群体

顾名思义，消费组就是一群消费者。每个消费者组都有一个名称。您可以拥有任意数量的消费者群体。当您启动一个消费者组时，它将向 Kafka 代理注册，这意味着该组中的所有消费者也将被注册。

与传统的发布-订阅系统的比较。

此外，如果您熟悉像 rabbitmq 这样的传统 pub-sub 消息传递系统，您可能会发现一些不同之处。

1. 消息一旦被消费，就会从 rabbitmq 中删除。但是，在 Kafka 中，它们不会被删除。它们保存在磁盘中。这个特性使 Kafka 可以充当流媒体平台。
2. 在 pub-sub 系统中，您不能让多个服务消费相同的数据，因为消息在被一个消费者消费后就会被删除。而在 Kafka 中，您可以使用多个服务。这为许多机会打开了大门，例如Kafka 流、Kafka 连接。