什么是kafka,一篇kafka入门

本文深入解析了Kafka的基本概念,包括Brokers、Topics、Partitions和消费者群组,阐述了其作为消息队列的点对点和发布订阅模式,以及它在解耦、冗余、扩展性和顺序保证等方面的优势。Kafka架构示意图和消费组的广播与单播模式也进行了详细说明。

什么是kafka

  kafka官方定义是一个分布式流处理平台,但是他更多是被用来当作一个分布式消息队列来使用。
重要概念:

borker:
  kafka集群可以有多个borker实例组成,每个实例称为borker。
topic:
  主题,主题是一个逻辑概念,可以理解为topic是一种类别。kafka吧收到的消息按topic进行分类。
partition:
  分区,分区是物理分区,一个主题中会有多个分区,一个主题中的一个条消息只放在一个分区中,分区可以有多个备份。一般,分区和其备份分区不会在一个物理设备上。
producer:
  往kafka发送消息的用户。
consumer:
  接收kafka消息的用户。

消息队列

点对点模式:

在这里插入图片描述
  消费者主动拉取数据,消息收到后消息清除。点对点模式通常是一个基于拉取或轮询的消息发送模型。此模型中,消费者从队列主动拉取信息,而不是消息系统推送消息给消费者,并且,消息只能被一个且只有一个消费者接收处理,即使有多个消息监听者也是如此。

发布订阅模式:

在这里插入图片描述
  一对多,数据生产后,推送给所有订阅者。发布订阅模型则是一个基于推送的消息传送模型。发布订阅模型可以有多种不同的订阅者,临时订阅者只在主动监听主题时才接收消息,而持久订阅者则监听主题的所有消息,即使当前订阅者不可用,处于离线状态。

消息队列的作用

解耦
  服务与服务之间不需要紧密结合,可以独立扩展,只要确保它们遵守一致的数据结构定义。也可以作为一种异步的实现方式。
冗余
  消息队列把数据持久化直到它明确被处理,通过这一方式规避了数据丢失的风险。许多消息队列采用的“插入-获取-删除”范式中,在把一个消息从队列中删除之前,需要你的处理系统明确的指出该消息已经被处理完毕,从而确保你的数据被安全的保存直到你使用完毕。
扩展性
  因为消息队列解耦了你的处理过程,所以增大消息入队和处理的频率是很容易的,只要另外增加处理过程即可。
灵活性 & 峰值处理能力
  在访问量剧增的情况下,应用仍然需要继续发挥作用,但是这样的突发流量并不常见。如果为以能处理这类峰值访问为标准来投入资源随时待命无疑是巨大的浪费。使用消息队列能够使关键组件顶住突发的访问压力,而不会因为突发的超负荷的请求而完全崩溃
顺序保证
  在大多使用场景下,数据处理的顺序都很重要。大部分消息队列本来就是排序的,并且能保证数据会按照特定的顺序来处理。(Kafka 保证一个 Partition 内的消息的有序性)
异步通信
  很多时候,用户不想也不需要立即处理消息。消息队列提供了异步处理机制,允许用户把一个消息放入队列,但并不立即处理它。想向队列中放入多少消息就放多少,然后在需要的时候再去处理它们。

kafka架构


l为leader,f为follower,p1为partition1。
  图中,有多个生产者分别向两个主题中生产消息,每个主题中有多个partition,partition还有可能有多个副本,这些相同的分区必须选出一个leader来。消费者会订阅各自需要的主题。
  无论是 kafka broker 本身,还是 producer 或者 consumer,都依赖于 zookeeper 集群保存一些 meta 信息,保证系统可用性,以及使用 zookeeper 的选举机制。
  consumer group(CG):这是 kafka 用来实现一个 topic 下的消息的广播语义(发给所有的 consumer)和单播语义(发给任意一个 consumer)的手段。一个 topic 可以有多个 consumer group。topic 下的消息会复制给 consumer。**如果需要实现广播,那么只要每个 consumer 有一个独立的 consumer group。要实现单播,只要所有的 consumer 在同一个 consumer group。**consumer group 还可以将 consumer 进行自由的分组,而不需要多次发送消息到不同的 topic。

<think>嗯,用户想学习Kafka的基础知识,需要提供一个入门教程。首先,我应该先回顾一下Kafka的核心概念,比如主题、生产者、消费者、Broker这些。记得用户给的引用里有提到Leader和partition,得把这些内容整合进去。 然后,按照用户的要求,回答要结构清晰,分步骤来。可能需要从安装配置开始,接着是基本操作,比如创建主题、发送和消费消息。用户提供的引用里提到了如何查看topic和发送消息的命令,这些具体命令要包含进去,确保正确性。 还要注意用户提到的引用标识,在相关内容后面自然地加上引用标记。比如在解释Leader的时候引用[^4],在提到Kafka应用场景时引用[^2]。同时,所有数学表达式要用$...$格式,虽然Kafka教程可能涉及的不多,但如果有比如参数配置中的数值,可能需要用这个格式。 接下来,用户需要生成相关问题,可能需要根据Kafka的基本概念、安装配置、应用场景等方面来提问。例如,如何保证数据可靠性,或者Kafka与其他消息队列的区别,这些是常见的问题。 另外,要确保使用中文回答,LaTeX语法正确。虽然Kafka内容可能较少涉及数学公式,但如果有参数或配置项中的数值,需检查是否符合格式。例如,端口号9092可能需要用$9092$?不过可能不需要,因为不是数学表达式,这里可能用户示例中的变量是数学相关的,但Kafka配置中的数字可能不需要,所以可能不需要加$符号。需要仔细看用户给的示例,示例中的代码块是Python,而数学表达式用$...$,所以可能Kafka教程中的命令不需要,保持原样即可。 最后,确保回答真实可靠,引用用户提供的站内引用,正确对应到相关部分。比如在解释Kafka的应用时引用,在提到创建topic的命令时引用[^3]。同时,用户给的引用[1]是关于KAFKA_ADVERTISED_LISTENERS的配置,可能在安装配置部分提到,并引用[^1]。 总结步骤:介绍核心概念,安装配置步骤,基本操作命令,应用场景,然后相关问题。每个部分引用对应的引用标记,确保命令正确无误,结构清晰分点说明。</think># Kafka入门教程 ## 一、核心概念 1. **Broker**:Kafka集群中的单个服务器节点,负责消息存储和转发[^2] 2. **Topic**:消息的类别/主题,生产者向指定Topic发送消息,消费者订阅Topic获取消息 $$ \text{物理存储结构}=Partition+Replica $$ 3. **Partition**:每个Topic划分为多个分区,实现并行处理和水平扩展。每个分区的消息按顺序存储 4. **Producer/Consumer**:生产者发布消息到Topic,消费者订阅并处理消息 ## 二、安装配置 1. 下载最新版Kafka(当前3.3.1) 2. 修改配置文件`server.properties`: ```properties listeners=PLAINTEXT://:9092 advertised.listeners=PLAINTEXT://your_server_ip:9092 # 引用[1] zookeeper.connect=localhost:2181 ``` ## 三、基础操作 1. **创建Topic**: ```bash ./kafka-topics.sh --create --topic test_topic \ --partitions 3 --replication-factor 1 \ --bootstrap-server localhost:9092 # 引用[3] ``` 2. **发送消息**: ```bash ./kafka-console-producer.sh --topic test_topic \ --bootstrap-server localhost:9092 ``` 3. **消费消息**: ```bash ./kafka-console-consumer.sh --topic test_topic \ --from-beginning --bootstrap-server localhost:9092 ``` ## 四、应用场景 1. 网站活动追踪:处理页面浏览、搜索等实时数据流 2. 日志聚合:集中处理分布式系统日志[^2] 3. 流式处理:与Spark/Flink集成实现实时计算
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