kafka总结
Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统,可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据,具有高性能,持久化,多副本备份,横向扩展能力等。

Producer: 生产者,消息的生产者,消息的入口
Kafka cluster:
Broker: brocker是kafka的实例,每个服务器上有一个或多个kafka的实例,每个broker对应一台服务器,每个kafka集群内的broker都有一个编号,如broker0,broker1等
Topic: 消息的主题,可以理解为分类,kafka的数据就保存在topic。在每个broker上可以创建多个topic
Partiton: Topic的分区,每个topic有多个分区,分区的作用做负载,提高kafka的吞吐。同一个topic在不同的分区的数据是不重复的,partition的表现形式就是一个一个的文件夹
Replication: 每一个分区都有多个副本,主分区也就是leader故障的时候就会选择一个备胎(follower)上位升级成一个leader,在kafka中默认副本的最大数量是10个,副本的数量不能大于broker的数量,follower和leader绝对是在不同的机器,同一机器对同一个分区也只能存放一个副本
Message: 每一条发送的消息主体
Consumer: 消费者,即消息的消费方,是消息的出口
Consumer Group: 我们可以将多个消费者组成一个消费者组,在kafka的设计中同一个分区的数据只能被消费者组中的某一个消费者消费。同一个消费者组的消费者可以消费同一个topic的不同分区的数据,这也是为了提高kafka的吞吐量
Zookeeper: kafka集群依赖zookeper来保存集群的元信息,保证系统的可用性
生产者在写入数据的时候永远先找leader,不会直接将数据写入备胎

消息写入leader之后,follower是主动去找leader进行同步,生产者把数据push到broker,每条消息追加到分区中,顺序写入磁盘,写入磁盘的顺序如下:

所以kafka为什么要做分区有如下几个目的:
那么在Kafka中,某个topic有多个partition,生产者怎么判断将数据发往哪个partition?
在生产者写数据时如何保证数据不丢失呢?
如果生产者向不存在的topic分区中写入数据,Kafka会自动创建topic,分区和副本的数量根据默认配置都是1
producer将数据写入后,集群就要对数据进行保存了,Kafka是将数据保存在磁盘中,Kafka会单独开辟一块磁盘空间,顺序写入数据(效率比随机写入高)
每个topic都可以分为一个或多个partition,如果topic理解起来抽象,那么partition比较具体,本质在服务器上就是一个一个的文件夹,每一个partition文件夹下面会有多个segment文件,每组segment文件又包含.index文件、.log文件、.timeindex文件,log文件存储message,index和timeindex为索引文件,用于检索消息

如上图,这个partition有三组segment文件,每个log文件的大小是一样的,但是存储的message数量是不一定相等的(每条的message大小不一致)。文件的命名是以该segment最小offset来命名的,如000.index存储offset为0~368795的消息,kafka就是利用分段+索引的方式来解决查找效率的问题。
log文件时存储message的地方,那么producer在向kafka写入的也是一条条的message,那么存储在log的message是什么样子的,消息主要包含消息体、消息大小、offset、压缩类型等,主要关注如下三点:
无论消息是否被消费,kafka都会保存所有的消息,那么对于旧数据有什么淘汰策略呢?
需要注意的是,kafka读取特定消息的时间复杂度是O(1),所以这里删除过期的文件并不会提高kafka的性能
消息存储在log文件后,消费者可以开始消费了,多个消费者组成一个消费者组,每个消费者组都有一个组id,同一个消费者组的消费者可以消费同一topic下不同分区的数据,但是不会消费同一分区的数据!

上图中消费者组内的消费者小于partition,3个消费者,4个分区,这样就会出现消费者消费多个partition数据的情况,可能消费不过来,简单说就是供大于求,如消费者数大于分区数,是否会出现供不应求的情况,这种情况是不会出现的,多出来的消费者是不消费任何partition的数据的,所以在实际应用中,建议消费者的数量和分区数量一致。
在保存数据那里说过,partition划分为多组segment,每个segment又包含几个文件,存放的每条message包含offset、消息大小、消息体等。那么在查找过程中,每次提到segment和offset,比如现在想要查找一个offset为368801的message,该怎么找呢?

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