分布式消息队列kafka

时间:2022-12-13 09:21:30
先启动zookeeper服务器
bin/zookeeper-server-start.sh config/zookeeper.properties &
再启动kafka服务器
bin/kafka-server-start.sh -daemon config/server.properties &
创建topic
bin/kafka-topics.sh --create --zookeeper localhost:2181 --replication-factor 3 --partitions 1 --topic test

replication factor控制有多少个server将会复制各条被写入Topic的消息。如果该值为3,那么可以有2台server停止工作的情况下,消费端以访问到消息。我们建议你设置该值为2或者3,这样就可以在重启服务时而不影响消费端消费数据。

发送message
bin/kafka-console-producer.sh --broker-list localhost:9092 --topic test 
 
Hello kafka
启动consumer
bin/kafka-console-consumer.sh --zookeeper localhost:2181 --topic test --from-beginning
 
集群环境需要修改配置文件
# vim config/server.properties
brokerid:这个每个server(broker)必须唯一的数字
advertised.host.name=这里写ip或者域名,默认是读取hostname,这样需要所有消费端都配置这个hostname才能访问  
还有就是zookeeper.connect也要配置
zookeeper.connect=sea2:2181,sea3:2181,sea4:2181,sea5:2181,sea6:2181
 
每个分区行给出分区信息
bin/kafka-topics.sh --describe --zookeeper localhost:2181 --topic my-replicated-topic
 
下载一个jar包,运行:
java -cp KafkaOffsetMonitor-assembly-0.2.0.jar \
     com.quantifind.kafka.offsetapp.OffsetGetterWeb \
     --zk zk-server1,zk-server2 \
     --port 8080 \
     --refresh 10.seconds \
     --retain 2.days 1>>stdout.log 2>>stderr.log &
里面引用了googleapi的一个angular.js 被墙了。。。。
 
 
topic:创建时topic名称
partition:分区编号
offset:表示该parition已经消费了多少条message
logSize:表示该partition已经写了多少条message
Lag:表示有多少条message没有被消费。
Owner:表示消费者
Created:该partition创建时间
Last Seen:消费状态刷新最新时间。
 
下面进行性能测试:
 
创建topic
bin/kafka-topics.sh --zookeeper sea2:2181,sea3:2181,sea4:2181,sea5:2181,sea6:2181  --create --topic test-rep-one --partitions 6 --replication-factor 1
发送消息性能测试:
bin/kafka-producer-perf-test.sh --messages 5000000 --message-size 5000  --batch-size 5000 --topics test-rep-one --threads 8 --broker-list sea4:9092,sea5:9092,sea6:9092
接受消息性能测试:
bin/kafka-consumer-perf-test.sh --zookeeper sea2:2181,sea3:2181,sea4:2181,sea5:2181,sea6:2181  --messages 50000000 --topic test-rep-one --threads 1
 
bin/kafka-producer-perf-test.sh --broker-list sea4:9092,sea5:9092,sea6:9092 --messages 1000000 --topic test-rep-one --threads 3 --message-size 1000 --batch-size 5000 --compression-codec 3 --show-detailed-stats 
bin/kafka-consumer-perf-test.sh --zookeeper sea2:2181,sea3:2181,sea4:2181,sea5:2181,sea6:2181 --messages 1000000 --topic test-rep-one --message-size 1000  --threads 3 --group test --compression-codec 3 --num-fetch-threads 3 --show-detailed-stats   
 
在删除topic过程发现这个功能只是做了个删除标记,要手工删除zk节点数据,跟磁盘上数据,结果重新这个topic 还是mark deleted 状态,只好换一个topic用了。
 

主要的设计元素

Kafka之所以和其它绝大多数信息系统不同,是因为下面这几个为数不多的比较重要的设计决策:

  1. Kafka在设计之时为就将持久化消息作为通常的使用情况进行了考虑。
  2. 主要的设计约束是吞吐量而不是功能。
  3. 有关哪些数据已经被使用了的状态信息保存为数据使用者(consumer)的一部分,而不是保存在服务器之上。
  4. Kafka是一种显式的分布式系统。它假设,数据生产者(producer)、代理(brokers)和数据使用者(consumer)分散于多台机器之上。
 
配置优化
server.properties中所有配置参数说明(解释)如下列表:

参数

说明(解释)

broker.id =0

每一个broker在集群中的唯一表示,要求是正数。当该服务器的IP地址发生改变时,broker.id没有变化,则不会影响consumers的消息情况

log.dirs=/data/kafka-logs

kafka数据的存放地址,多个地址的话用逗号分割,多个目录分布在不同磁盘上可以提高读写性能  /data/kafka-logs-1,/data/kafka-logs-2

port =9092

broker server服务端口

message.max.bytes =6525000

表示消息体的最大大小,单位是字节

num.network.threads =4

broker处理消息的最大线程数,一般情况下数量为cpu核数

num.io.threads =8

broker处理磁盘IO的线程数,数值为cpu核数2倍

background.threads =4

一些后台任务处理的线程数,例如过期消息文件的删除等,一般情况下不需要去做修改

queued.max.requests =500

等待IO线程处理的请求队列最大数,若是等待IO的请求超过这个数值,那么会停止接受外部消息,应该是一种自我保护机制。

host.name

broker的主机地址,若是设置了,那么会绑定到这个地址上,若是没有,会绑定到所有的接口上,并将其中之一发送到ZK,一般不设置

socket.send.buffer.bytes=100*1024

socket的发送缓冲区,socket的调优参数SO_SNDBUFF

socket.receive.buffer.bytes =100*1024

socket的接受缓冲区,socket的调优参数SO_RCVBUFF

socket.request.max.bytes =100*1024*1024

socket请求的最大数值,防止serverOOM,message.max.bytes必然要小于socket.request.max.bytes,会被topic创建时的指定参数覆盖

log.segment.bytes =1024*1024*1024

topic的分区是以一堆segment文件存储的,这个控制每个segment的大小,会被topic创建时的指定参数覆盖

log.roll.hours =24*7

这个参数会在日志segment没有达到log.segment.bytes设置的大小,也会强制新建一个segment会被 topic创建时的指定参数覆盖

log.cleanup.policy = delete

日志清理策略选择有:delete和compact主要针对过期数据的处理,或是日志文件达到限制的额度,会被 topic创建时的指定参数覆盖

log.retention.minutes=300

log.retention.hours=24

数据文件保留多长时间, 存储的最大时间超过这个时间会根据log.cleanup.policy设置数据清除策略

log.retention.bytes和log.retention.minutes或log.retention.hours任意一个达到要求,都会执行删除

 

有2删除数据文件方式:

      按照文件大小删除:log.retention.bytes

  按照2中不同时间粒度删除:分别为分钟,小时

log.retention.bytes=-1

topic每个分区的最大文件大小,一个topic的大小限制 =分区数*log.retention.bytes。-1没有大小限log.retention.bytes和log.retention.minutes任意一个达到要求,都会执行删除,会被topic创建时的指定参数覆盖

log.retention.check.interval.ms=5minutes

文件大小检查的周期时间,是否处罚 log.cleanup.policy中设置的策略

log.cleaner.enable=false

是否开启日志清理

log.cleaner.threads = 2

日志清理运行的线程数

log.cleaner.io.max.bytes.per.second=None

日志清理时候处理的最大大小

log.cleaner.dedupe.buffer.size=500*1024*1024

日志清理去重时候的缓存空间,在空间允许的情况下,越大越好

log.cleaner.io.buffer.size=512*1024

日志清理时候用到的IO块大小一般不需要修改

log.cleaner.io.buffer.load.factor =0.9

日志清理中hash表的扩大因子一般不需要修改

log.cleaner.backoff.ms =15000

检查是否处罚日志清理的间隔

log.cleaner.min.cleanable.ratio=0.5

日志清理的频率控制,越大意味着更高效的清理,同时会存在一些空间上的浪费,会被topic创建时的指定参数覆盖

log.cleaner.delete.retention.ms =1day

对于压缩的日志保留的最长时间,也是客户端消费消息的最长时间,同log.retention.minutes的区别在于一个控制未压缩数据,一个控制压缩后的数据。会被topic创建时的指定参数覆盖

log.index.size.max.bytes =10*1024*1024

对于segment日志的索引文件大小限制,会被topic创建时的指定参数覆盖

log.index.interval.bytes =4096

当执行一个fetch操作后,需要一定的空间来扫描最近的offset大小,设置越大,代表扫描速度越快,但是也更好内存,一般情况下不需要搭理这个参数

log.flush.interval.messages=None

例如log.flush.interval.messages=1000

表示每当消息记录数达到1000时flush一次数据到磁盘

log文件”sync”到磁盘之前累积的消息条数,因为磁盘IO操作是一个慢操作,但又是一个”数据可靠性"的必要手段,所以此参数的设置,需要在"数据可靠性"与"性能"之间做必要的权衡.如果此值过大,将会导致每次"fsync"的时间较长(IO阻塞),如果此值过小,将会导致"fsync"的次数较多,这也意味着整体的client请求有一定的延迟.物理server故障,将会导致没有fsync的消息丢失.

log.flush.scheduler.interval.ms =3000

检查是否需要固化到硬盘的时间间隔

log.flush.interval.ms = None

例如:log.flush.interval.ms=1000

表示每间隔1000毫秒flush一次数据到磁盘

仅仅通过interval来控制消息的磁盘写入时机,是不足的.此参数用于控制"fsync"的时间间隔,如果消息量始终没有达到阀值,但是离上一次磁盘同步的时间间隔达到阀值,也将触发.

log.delete.delay.ms =60000

文件在索引中清除后保留的时间一般不需要去修改

log.flush.offset.checkpoint.interval.ms =60000

控制上次固化硬盘的时间点,以便于数据恢复一般不需要去修改

auto.create.topics.enable =true

是否允许自动创建topic,若是false,就需要通过命令创建topic

default.replication.factor =1

是否允许自动创建topic,若是false,就需要通过命令创建topic

num.partitions =1

每个topic的分区个数,若是在topic创建时候没有指定的话会被topic创建时的指定参数覆盖

 

 

以下是kafka中Leader,replicas配置参数

 

controller.socket.timeout.ms =30000

partition leader与replicas之间通讯时,socket的超时时间

controller.message.queue.size=10

partition leader与replicas数据同步时,消息的队列尺寸

replica.lag.time.max.ms =10000

replicas响应partition leader的最长等待时间,若是超过这个时间,就将replicas列入ISR(in-sync replicas),并认为它是死的,不会再加入管理中

replica.lag.max.messages =4000

如果follower落后与leader太多,将会认为此follower[或者说partition relicas]已经失效

##通常,在follower与leader通讯时,因为网络延迟或者链接断开,总会导致replicas中消息同步滞后

##如果消息之后太多,leader将认为此follower网络延迟较大或者消息吞吐能力有限,将会把此replicas迁移

##到其他follower中.

##在broker数量较少,或者网络不足的环境中,建议提高此值.

replica.socket.timeout.ms=30*1000

follower与leader之间的socket超时时间

replica.socket.receive.buffer.bytes=64*1024

leader复制时候的socket缓存大小

replica.fetch.max.bytes =1024*1024

replicas每次获取数据的最大大小

replica.fetch.wait.max.ms =500

replicas同leader之间通信的最大等待时间,失败了会重试

replica.fetch.min.bytes =1

fetch的最小数据尺寸,如果leader中尚未同步的数据不足此值,将会阻塞,直到满足条件

num.replica.fetchers=1

leader进行复制的线程数,增大这个数值会增加follower的IO

replica.high.watermark.checkpoint.interval.ms =5000

每个replica检查是否将最高水位进行固化的频率

controlled.shutdown.enable =false

是否允许控制器关闭broker ,若是设置为true,会关闭所有在这个broker上的leader,并转移到其他broker

controlled.shutdown.max.retries =3

控制器关闭的尝试次数

controlled.shutdown.retry.backoff.ms =5000

每次关闭尝试的时间间隔

leader.imbalance.per.broker.percentage =10

leader的不平衡比例,若是超过这个数值,会对分区进行重新的平衡

leader.imbalance.check.interval.seconds =300

检查leader是否不平衡的时间间隔

offset.metadata.max.bytes

客户端保留offset信息的最大空间大小

kafka中zookeeper参数配置

 

zookeeper.connect = localhost:2181

zookeeper集群的地址,可以是多个,多个之间用逗号分割hostname1:port1,hostname2:port2,hostname3:port3

zookeeper.session.timeout.ms=6000

ZooKeeper的最大超时时间,就是心跳的间隔,若是没有反映,那么认为已经死了,不易过大

zookeeper.connection.timeout.ms =6000

ZooKeeper的连接超时时间

zookeeper.sync.time.ms =2000

ZooKeeper集群中leader和follower之间的同步实际那

配置优化都是修改server.properties文件中参数值
1.网络和io操作线程配置优化
# broker处理消息的最大线程数
num.network.threads=xxx
# broker处理磁盘IO的线程数
num.io.threads=xxx
建议配置:
一般num.network.threads主要处理网络io,读写缓冲区数据,基本没有io等待,配置线程数量为cpu核数加1.
num.io.threads主要进行磁盘io操作,高峰期可能有些io等待,因此配置需要大些。配置线程数量为cpu核数2倍,最大不超过3倍.

2.log数据文件刷新策略
为了大幅度提高producer写入吞吐量,需要定期批量写文件。
建议配置:
# 每当producer写入10000条消息时,刷数据到磁盘
log.flush.interval.messages=10000
# 每间隔1秒钟时间,刷数据到磁盘
log.flush.interval.ms=1000

3.日志保留策略配置
当kafka server的被写入海量消息后,会生成很多数据文件,且占用大量磁盘空间,如果不及时清理,可能磁盘空间不够用,kafka默认是保留7天。
建议配置:
# 保留三天,也可以更短 
log.retention.hours=72
# 段文件配置1GB,有利于快速回收磁盘空间,重启kafka加载也会加快(如果文件过小,则文件数量比较多,
# kafka启动时是单线程扫描目录(log.dir)下所有数据文件)
log.segment.bytes=1073741824

4.配置jmx服务
kafka server中默认是不启动jmx端口的,需要用户自己配置
vim bin/kafka-run-class.sh
#最前面添加一行
JMX_PORT=8060
 
  kafka读写的单位是partition,因此,将一个topic拆分为多个partition可以提高吞吐量。但是,这里有个前提,就是不同partition需       要位于不同的磁盘(可以在同一个机器)。如果多个partition位于同一个磁盘,那么意味着有多个进程同时对一个磁盘的多个文         件进行读写,使得操作系统会对磁盘读写进行频繁调度,也就是破坏了磁盘读写的连续性。
      在linkedlin的测试中,每台机器就加载了6个磁盘,并且不做raid,就是为了充分利用多磁盘并发读写,又保证每个磁盘连续读写       的特性。
       
      具体配置上,是将不同磁盘的多个目录配置到broker的log.dirs,例如
      log.dirs=/disk1/kafka-logs,/disk2/kafka-logs,/disk3/kafka-logs
      kafka会在新建partition的时候,将新partition分布在partition最少的目录上,因此,一般不能将同一个磁盘的多个目录设置到log.dirs
 
  1. kafka直接推送日志文件:tail -n 0 -f /www/nh-nginx02/access.log | bin/kafka-console-producer.sh --broker-list 192.168.1.1:9092 --topic sb-nginx03
 
 一旦你消费过返些数据,那你就无法再次用同一个groupid消费同一组数据了。我已经把结论说出来了,要消费同一组数据,你可以采用丌同的group
 
kafka分区管理:
 
增加分区:add_partition.sh 
cd `dirname $0`
TOPIC=$1
PARTITIONS=$2
bin/kafka-topics.sh --zookeeper zk2.sea:2181  --alter --partitions ${PARTITIONS} --topic ${TOPIC}
 
增加节点:get_add_node_json.sh 
cd `dirname $0`
TOPIC=$1
#TOPIC=soa_logs
BROKER_LIST=$2
#BROKER_LIST="173,154,155"
ZK=zk1.sea:2181
JSON=migration-${TOPIC}.json
echo "{\"topics\": [ { \"topic\": \"${TOPIC}\" } ], \"version\":1}" > ${JSON}
bin/kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper $ZK --topics-to-move-json-file ${JSON} --broker-list ${BROKER_LIST} --generate
 
执行get_add_node_json.sh生成json字符串 ,写到migration-log173_v1_new.json
 
重新分配节点:set_add_node_json.sh 
cd `dirname $0`
TOPIC=$1
NEW_JSON=migration-${TOPIC}_new.json
bin/kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper zk2.sea:2181 --reassignment-json-file ${NEW_JSON} --execute
 
增加replication factor ,修改副本数量,kafka HA 
partition 0的replica数从1增长到3,当前replica存在broker5,在broker6,7上增加replica
cat increase-replication-factor.json
{"version":1, "partitions":[{"topic":"foo","partition":0,"replicas":[5,6,7]}]}
bin/kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper localhost:2181 --reassignment-json-file increase-replication-factor.json --execute
 
kafka容量规划:
对于普通量级数据,一天几百万~几千万的数据量,只需要0个分区,2个副本做高可用,为保证磁盘连续读写特性,最好单独提供磁盘只做kafka数据存储,一个分区一个磁盘
bin/kafka-topics.sh --zookeeper zk1:2181 --create --topic test0 --partitions 0 --replication-factor 2
保证消息的顺序,那就用一个 partition 。 kafka 的每个 partition 只能同时被同一个 group 中的一个 consumer 消费