Kafka入门介绍

Kafka作为一个分布式的流平台，这到底意味着什么？

我们认为，一个流处理平台具有三个关键能力：

1. 发布和订阅消息(流)，在这方面，它类似于一个消息队列或企业消息系统。
2. 以容错(故障转移)的方式存储消息(流)。
3. 在消息流发生时处理它们。

什么是kafka的优势？它主要应用于2大类应用：

1. 构建实时的流数据管道，可靠地获取系统和应用程序之间的数据。
2. 构建实时流的应用程序，对数据流进行转换或反应。

要了解kafka是如何做这些事情的，让我们从下到上深入探讨kafka的能力。

首先几个概念：

1. kafka作为一个集群运行在一个或多个服务器上。
2. kafka集群存储的消息是以topic为类别记录的。
3. 每个消息（也叫记录record，我习惯叫消息）是由一个key，一个value和时间戳构成。

kafka有四个核心API：

• 应用程序使用 Producer API 发布消息到1个或多个topic（主题）中。
• 应用程序使用 Consumer API 来订阅一个或多个topic，并处理产生的消息。
• 应用程序使用 Streams API 充当一个流处理器，从1个或多个topic消费输入流，并生产一个输出流到1个或多个输出topic，有效地将输入流转换到输出流。
• Connector API 可构建或运行可重用的生产者或消费者，将topic连接到现有的应用程序或数据系统。例如，连接到关系数据库的连接器可以捕获表的每个变更。

Client和Server之间的通讯，是通过一条简单、高性能并且和开发语言无关的TCP协议。并且该协议保持与老版本的兼容。Kafka提供了Java Client（客户端）。除了Java客户端外，还有非常多的其它编程语言的客户端。

首先来了解一下Kafka所使用的基本术语：

Topic

Kafka将消息分门别类，每一类的消息称之为一个主题（Topic）。

Producer

发布消息的对象称之为主题生产者（Kafka topic producer）

Consumer

订阅消息并处理发布的消息的对象称之为主题消费者（consumers）

Broker

已发布的消息保存在一组服务器中，称之为Kafka集群。集群中的每一个服务器都是一个代理（Broker）。 消费者可以订阅一个或多个主题（topic），并从Broker拉数据，从而消费这些已发布的消息。

主题和日志 （Topic和Log）

让我们更深入的了解Kafka中的Topic。

Topic是发布的消息的类别名，一个topic可以有零个，一个或多个消费者订阅该主题的消息。

对于每个topic，Kafka集群都会维护一个分区log，就像下图中所示：

每一个分区都是一个顺序的、不可变的消息队列， 并且可以持续的添加。分区中的消息都被分了一个***，称之为偏移量(offset)，在每个分区中此偏移量都是唯一的。

Kafka集群保持所有的消息，直到它们过期（无论消息是否被消费）。实际上消费者所持有的仅有的元数据就是这个offset（偏移量），也就是说offset由消费者来控制：正常情况当消费者消费消息的时候，偏移量也线性的的增加。但是实际偏移量由消费者控制，消费者可以将偏移量重置为更早的位置，重新读取消息。可以看到这种设计对消费者来说操作自如，一个消费者的操作不会影响其它消费者对此log的处理。

再说说分区。Kafka中采用分区的设计有几个目的。一是可以处理更多的消息，不受单台服务器的限制。Topic拥有多个分区意味着它可以不受限的处理更多的数据。第二，分区可以作为并行处理的单元，稍后会谈到这一点。

作者：半兽人
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来源：OrcHome
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