大数据-kafka

1Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。

作用：1发布和订阅消息流，这个功能类似于消息队列，这也是kafka归类为消息队列框架的原因

　　　2以容错的方式记录消息流，kafka以文件的方式来存储消息流

　　　3可以再消息发布的时候进行处理

用于;在系统或应用程序之间构建可靠的用于传输实时数据的管道，消息队列功能

　　构建实时的流数据处理程序来变换或处理数据流，数据处理功能

1.3.1 消息传输流程

Producer即生产者，向Kafka集群发送消息，在发送消息之前，会对消息进行分类，即Topic，上图展示了两个producer发送了分类为topic1的消息，另外一个发送了topic2的消息。

　　　　Topic即主题，通过对消息指定主题可以将消息分类，消费者可以只关注自己需要的Topic中的消息

　　　　Consumer即消费者，消费者通过与kafka集群建立长连接的方式，不断地从集群中拉取消息，然后可以对这些消息进行处理。

　1.3.2 kafka服务器消息存储策略

谈到kafka的存储，就不得不提到分区，即partitions，创建一个topic时，同时可以指定分区数目，分区数越多，其吞吐量也越大，但是需要的资源也越多，同时也会导致更高的不可用性，kafka在接收到生产者发送的消息之后，会根据均衡策略将消息存储到不同的分区中。

在每个分区中，消息以顺序存储，最晚接收的的消息会最后被消费。

1.3.3 与生产者的交互

生产者在向kafka集群发送消息的时候，可以通过指定分区来发送到指定的分区中

　　　　也可以通过指定均衡策略来将消息发送到不同的分区中

　　　　如果不指定，就会采用默认的随机均衡策略，将消息随机的存储到不同的分区中

　1.3.4  与消费者的交互

　　　　在消费者消费消息时，kafka使用offset来记录当前消费的位置

　　　　在kafka的设计中，可以有多个不同的group来同时消费同一个topic下的消息，如图，我们有两个不同的group同时消费，他们的的消费的记录位置offset各不项目，不互相干扰。

　　　　对于一个group而言，消费者的数量不应该多余分区的数量，因为在一个group中，每个分区至多只能绑定到一个消费者上，即一个消费者可以消费多个分区，一个分区只能给一个消费者消费

　　　　因此，若一个group中的消费者数量大于分区数量的话，多余的消费者将不会收到任何消息。

2.       Kafka安装与使用

2.1.       下载

　　你可以在kafka官网 http://kafka.apache.org/downloads下载到最新的kafka安装包，选择下载二进制版本的tgz文件，根据网络状态可能需要fq，这里我们选择的版本是0.11.0.1，目前的最新版

2.2.       安装

　　Kafka是使用scala编写的运行与jvm虚拟机上的程序，虽然也可以在windows上使用，但是kafka基本上是运行在linux服务器上，因此我们这里也使用linux来开始今天的实战。

　　首先确保你的机器上安装了jdk，kafka需要java运行环境，以前的kafka还需要zookeeper，新版的kafka已经内置了一个zookeeper环境，所以我们可以直接使用

　　说是安装，如果只需要进行最简单的尝试的话我们只需要解压到任意目录即可，这里我们将kafka压缩包解压到/home目录

2.3.       配置

　　在kafka解压目录下下有一个config的文件夹，里面放置的是我们的配置文件

　　consumer.properites 消费者配置，这个配置文件用于配置于2.5节中开启的消费者，此处我们使用默认的即可

　　producer.properties 生产者配置，这个配置文件用于配置于2.5节中开启的生产者，此处我们使用默认的即可

　　server.properties kafka服务器的配置，此配置文件用来配置kafka服务器，目前仅介绍几个最基础的配置

1. 1. broker.id 申明当前kafka服务器在集群中的唯一ID，需配置为integer,并且集群中的每一个kafka服务器的id都应是唯一的，我们这里采用默认配置即可
   2. listeners 申明此kafka服务器需要监听的端口号，如果是在本机上跑虚拟机运行可以不用配置本项，默认会使用localhost的地址，如果是在远程服务器上运行则必须配置，例如：

　　　　　　　　　　listeners=PLAINTEXT:// 192.168.180.128:9092。并确保服务器的9092端口能够访问

　　　　　　3.zookeeper.connect 申明kafka所连接的zookeeper的地址 ，需配置为zookeeper的地址，由于本次使用的是kafka高版本中自带zookeeper，使用默认配置即可

　　　　　　　　　　zookeeper.connect=localhost:2181

2.4.       运行

1. 启动zookeeper

cd进入kafka解压目录，输入

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

启动zookeeper成功后会看到如下的输出

　　　　2.启动kafka

cd进入kafka解压目录，输入

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

启动kafka成功后会看到如下的输出

2.5.       第一个消息

　　　2.5.1   创建一个topic

　　　　Kafka通过topic对同一类的数据进行管理，同一类的数据使用同一个topic可以在处理数据时更加的便捷

　　　　在kafka解压目录打开终端，输入

　　　　bin/kafka-topics.sh --create --zookeeper localhost:2181 --replication-factor 1 --partitions 1 --topic test

　　　　创建一个名为test的topic

　在创建topic后可以通过输入

bin/kafka-topics.sh --list --zookeeper localhost:2181

   来查看已经创建的topic

2.4.2   创建一个消息消费者

　　　在kafka解压目录打开终端，输入

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

　　　可以创建一个用于消费topic为test的消费者

消费者创建完成之后，因为还没有发送任何数据，因此这里在执行后没有打印出任何数据

不过别着急，不要关闭这个终端，打开一个新的终端，接下来我们创建第一个消息生产者

2.4.3         创建一个消息生产者

　　　　在kafka解压目录打开一个新的终端，输入

　　　　bin/kafka-console-producer.sh --broker-list localhost:9092 --topic test

　　　　在执行完毕后会进入的编辑器页面

在发送完消息之后，可以回到我们的消息消费者终端中，可以看到，终端中已经打印出了我们刚才发送的消息

3.       使用java程序

　　　　跟上节中一样，我们现在在java程序中尝试使用kafka

　　　　3.1  创建Topic

public static void main(String[] args) {
    //创建topic
    Properties props = new Properties();
    props.put("bootstrap.servers", "192.168.180.128:9092");
    AdminClient adminClient = AdminClient.create(props);
    ArrayList<NewTopic> topics = new ArrayList<NewTopic>();
    NewTopic newTopic = new NewTopic("topic-test", 1, (short) 1);
    topics.add(newTopic);
    CreateTopicsResult result = adminClient.createTopics(topics);
    try {
        result.all().get();
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

　　使用AdminClient API可以来控制对kafka服务器进行配置，我们这里使用NewTopic(String name, int numPartitions, short 　　replicationFactor)的构造方法来创建了一个名为“topic-test”，分区数为1，复制因子为1的Topic.

3.2  Producer生产者发送消息

public static void main(String[] args){
    Properties props = new Properties();
    props.put("bootstrap.servers", "192.168.180.128:9092");
    props.put("acks", "all");
    props.put("retries", 0);
    props.put("batch.size", 16384);
    props.put("linger.ms", 1);
    props.put("buffer.memory", 33554432);
    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<String, String>(props);
    for (int i = 0; i < 100; i++)
        producer.send(new ProducerRecord<String, String>("topic-test", Integer.toString(i), Integer.toString(i)));

producer.close();

}

使用producer发送完消息可以通过2.5中提到的服务器端消费者监听到消息。也可以使用接下来介绍的java消费者程序来消费消息

3.3 Consumer消费者消费消息

public static void main(String[] args){
    Properties props = new Properties();
    props.put("bootstrap.servers", "192.168.12.65:9092");
    props.put("group.id", "test");
    props.put("enable.auto.commit", "true");
    props.put("auto.commit.interval.ms", "1000");
    props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
    props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
    final KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<String,String>(props);
    consumer.subscribe(Arrays.asList("topic-test"),new ConsumerRebalanceListener() {
        public void onPartitionsRevoked(Collection<TopicPartition> collection) {
        }
        public void onPartitionsAssigned(Collection<TopicPartition> collection) {
            //将偏移设置到最开始
            consumer.seekToBeginning(collection);
        }
    });
    while (true) {
        ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(100);
        for (ConsumerRecord<String, String> record : records)
            System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s%n", record.offset(), record.key(), record.value());
    }
}

这里我们使用Consume API 来创建了一个普通的java消费者程序来监听名为“topic-test”的Topic，每当有生产者向kafka服务器发送消息，我们的消费者就能收到发送的消息。

4.       使用spring-kafka

Spring-kafka是正处于孵化阶段的一个spring子项目，能够使用spring的特性来让我们更方便的使用kafka

4.1   基本配置信息

与其他spring的项目一样，总是离不开配置，这里我们使用java配置来配置我们的kafka消费者和生产者。

1. 引入pom文件

<!--kafka start-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.kafka</groupId>
    <artifactId>kafka-clients</artifactId>
    <version>0.11.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.kafka</groupId>
    <artifactId>kafka-streams</artifactId>
    <version>0.11.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
    <artifactId>spring-kafka</artifactId>
    <version>1.3.0.RELEASE</version>
</dependency>

1. 创建配置类

我们在主目录下新建名为KafkaConfig的类

@Configuration
@EnableKafka
public class KafkaConfig {

}

1. 配置Topic

在kafkaConfig类中添加配置

//topic config Topic的配置开始
    @Bean
    public KafkaAdmin admin() {
        Map<String, Object> configs = new HashMap<String, Object>();
        configs.put(AdminClientConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"192.168.180.128:9092");
        return new KafkaAdmin(configs);
    }

@Bean
    public NewTopic topic1() {
        return new NewTopic("foo", 10, (short) 2);
    }
//topic的配置结束

1. 配置生产者Factort及Template

//producer config start
    @Bean
    public ProducerFactory<Integer, String> producerFactory() {
        return new DefaultKafkaProducerFactory<Integer,String>(producerConfigs());
    }
    @Bean
    public Map<String, Object> producerConfigs() {
        Map<String, Object> props = new HashMap<String,Object>();
        props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "192.168.180.128:9092");
        props.put("acks", "all");
        props.put("retries", 0);
        props.put("batch.size", 16384);
        props.put("linger.ms", 1);
        props.put("buffer.memory", 33554432);
        props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.IntegerSerializer");
        props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        return props;
    }
    @Bean
    public KafkaTemplate<Integer, String> kafkaTemplate() {
        return new KafkaTemplate<Integer, String>(producerFactory());
    }
//producer config end

5.配置ConsumerFactory

//consumer config start
    @Bean
    public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Integer,String> kafkaListenerContainerFactory(){
        ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Integer, String> factory = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Integer, String>();
        factory.setConsumerFactory(consumerFactory());
        return factory;
    }

@Bean
    public ConsumerFactory<Integer,String> consumerFactory(){
        return new DefaultKafkaConsumerFactory<Integer, String>(consumerConfigs());
    }

@Bean
    public Map<String,Object> consumerConfigs(){
        HashMap<String, Object> props = new HashMap<String, Object>();
        props.put("bootstrap.servers", "192.168.180.128:9092");
        props.put("group.id", "test");
        props.put("enable.auto.commit", "true");
        props.put("auto.commit.interval.ms", "1000");
        props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.IntegerDeserializer");
        props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
        return props;
    }
//consumer config end

4.2  创建消息生产者

//使用spring-kafka的template发送一条消息 发送多条消息只需要循环多次即可
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    AnnotationConfigApplicationContext ctx = new AnnotationConfigApplicationContext(KafkaConfig.class);
    KafkaTemplate<Integer, String> kafkaTemplate = (KafkaTemplate<Integer, String>) ctx.getBean("kafkaTemplate");
        String data="this is a test message";
        ListenableFuture<SendResult<Integer, String>> send = kafkaTemplate.send("topic-test", 1, data);
        send.addCallback(new ListenableFutureCallback<SendResult<Integer, String>>() {
            public void onFailure(Throwable throwable) {

}

public void onSuccess(SendResult<Integer, String> integerStringSendResult) {

}
        });
}

4.3    创建消息消费者

我们首先创建一个一个用于消息监听的类，当名为”topic-test”的topic接收到消息之后，我们的这个listen方法就会调用。

public class SimpleConsumerListener {
    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SimpleConsumerListener.class);
    private final CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(1);

@KafkaListener(id = "foo", topics = "topic-test")
    public void listen(byte[] records) {
        //do something here
        this.latch1.countDown();
    }
}

我们同时也需要将这个类作为一个Bean配置到KafkaConfig中

@Bean
public SimpleConsumerListener simpleConsumerListener(){
    return new SimpleConsumerListener();
}

默认spring-kafka会为每一个监听方法创建一个线程来向kafka服务器拉取消息

安装

二、kafka 安装

2.1 jdk安装

#以oracle jdk为例，下载地址http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp

1	yum -y install jdk-8u141-linux-x64.rpm

2.2 安装zookeeper

1 2 3

wget http://apache.forsale.plus/zookeeper/zookeeper-3.4.9/zookeeper-3.4.9.tar.gz tar zxf zookeeper-3.4.9.tar.gz mv zookeeper-3.4.9 /data/zk

修改配置文件内容如下所示:

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[root@localhost ~]# cat /data/zk/conf/zoo.cfg tickTime=2000 initLimit=10 syncLimit=5 dataDir=/data/zk/data/zookeeper dataLogDir=/data/zk/data/logs clientPort=2181 maxClientCnxns=60 autopurge.snapRetainCount=3 autopurge.purgeInterval=1   server.1=zk01:2888:3888 server.2=zk02:2888:3888 server.3=zk03:2888:3888

参数说明：
server.id=host:port:port:表示了不同的zookeeper服务器的自身标识，作为集群的一部分，每一台服务器应该知道其他服务器的信息。用户可以从“server.id=host:port:port” 中读取到相关信息。在服务器的data(dataDir参数所指定的目录)下创建一个文件名为myid的文件，这个
文件的内容只有一行，指定的是自身的id值。比如，服务器“1”应该在myid文件中写入“1”。这个id必须在集群环境中服务器标识中是唯一的，且大小在1～255之间。这一样配置中，zoo1代表第一台服务器的IP地址。第一个端口号（port）是从follower连接到leader机器的
端口，第二个端口是用来进行leader选举时所用的端口。所以，在集群配置过程中有三个非常重要的端口：clientPort：2181、port:2888、port:3888。
关于zoo.cfg配置文件说明，参考连接https://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.10/zookeeperAdmin.html#sc_configuration；

如果想更换日志输出位置，除了在zoo.cfg加入"dataLogDir=/data/zk/data/logs"外，还需要修改zkServer.sh文件，大概修改方式地方在125行左右，内容如下：

1 2 3 4

125 ZOO_LOG_DIR="$($GREP "^[[:space:]]*dataLogDir" "$ZOOCFG" | sed -e 's/.*=//')" 126 if [ ! -w "$ZOO_LOG_DIR" ] ; then 127 mkdir -p "$ZOO_LOG_DIR" 128 fi

在启动服务之前，还需要分别在zookeeper创建myid，方式如下：

1	echo 1 >  /data/zk/data/zookeeper/myid

启动服务

1	/data/zk/bin/zkServer.sh start

验证服务

1 2 3 4

### 查看相关端口号[root@localhost ~]# ss -lnpt|grep java LISTEN     0      50          :::34442                   :::*                   users:(("java",pid=2984,fd=18)) LISTEN     0      50       ::ffff:192.168.15.133:3888                    :::*                   users:(("java",pid=2984,fd=26)) LISTEN     0      50          :::2181                    :::*                   users:(("java",pid=2984,fd=25))###查看zookeeper服务状态

[root@localhost ~]# /data/zk/bin/zkServer.sh status

ZooKeeper JMX enabled by default

1	Using config: /data/zk/bin/../conf/zoo.cfgMode: follower

zookeeper相关命令说明，参考https://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.10/zookeeperStarted.html （文末有说明）；

2.3 安装kafka

1 2	tar zxf kafka_2.11-0.11.0.0.tgz mv kafka_2.11-0.11.0.0 /data/kafka

修改配置

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[root@localhost ~]# grep -Ev "^#|^$" /data/kafka/config/server.properties broker.id=0 delete.topic.enable=true listeners=PLAINTEXT://192.168.15.131:9092 num.network.threads=3 num.io.threads=8 socket.send.buffer.bytes=102400 socket.receive.buffer.bytes=102400 socket.request.max.bytes=104857600 log.dirs=/data/kafka/data num.partitions=1 num.recovery.threads.per.data.dir=1 offsets.topic.replication.factor=1 transaction.state.log.replication.factor=1 transaction.state.log.min.isr=1 log.flush.interval.messages=10000 log.flush.interval.ms=1000 log.retention.hours=168 log.retention.bytes=1073741824 log.segment.bytes=1073741824 log.retention.check.interval.ms=300000 zookeeper.connect=192.168.15.131:2181,192.168.15.132:2181,192.168.15.133:2181 zookeeper.connection.timeout.ms=6000 group.initial.rebalance.delay.ms=0

提示：其他主机将该机器的kafka目录拷贝即可，然后需要修改broker.id、listeners地址。有关kafka配置文件参数，参考：http://orchome.com/12；

启动服务

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

验证服务

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### 随便在其中一台主机执行 /data/kafka/bin/kafka-topics.sh --create --zookeeper 192.168.15.131:2181,192.168.15.132:2181,192.168.15.133:2181 --replication-factor 1 --partitions 1 --topic test   ###在其他主机查看 /data/kafka/bin/kafka-topics.sh --list --zookeeper 192.168.15.131:2181,192.168.15.132:2181,192.168.15.133:2181