Kafka(二)：API

阳光穿透心脏的1/2处 2023-02-20 02:07 163阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、Producer API
 *   *  1.1 消息发送流程
     *  1.2 异步发送API
     *  1.3 同步发送API
 *  二、Consumer API
 *   *  2.1 手动提交offset
     *  2.2 自动提交offset
 *  三、自定义Interceptor
 *   *  3.1 拦截器原理
     *  3.2 拦截器案例

# 一、Producer API #

## 1.1 消息发送流程 ##

`Kafka`的`Producer`发送消息采用的是异步发送的方式。在消息发送的过程中，涉及到了两个线程——`main`线程和`sender`线程，以及一个线程共享变量——`RecordAccumulator`。`main`线程将消息发送给`RecordAccumulator`，`sender`线程不断从`RecordAccumulator`中拉取消息发送到`Kafka broker`。  
![1][]  
相关参数：

*  **batch.size**：只有数据积累到`batch.size`之后，`sender`才会发送数据。
 *  **linger.ms**：如果数据迟迟未达到`batch.size`，`sender`等待`linger.time`之后就会发送数据。

## 1.2 异步发送API ##

**导入依赖**

<dependency>
        <groupId>org.apache.kafka</groupId>
        <artifactId>kafka-clients</artifactId>
        <version>0.11.0.0</version>
    </dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>slf4j-simple</artifactId>
        <version>1.7.25</version>
        <scope>compile</scope>
    </dependency>

**编写代码**

需要用到的类：

*  **KafkaProducer**：需要创建一个生产者对象，用来发送数据
 *  **ProducerConfig**：获取所需的一系列配置参数
 *  **ProducerRecord**：每条数据都要封装成一个`ProducerRecord`对象

**①不带回调函数的API**

public class AsyncProducer { 
    
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { 
    
         Properties props = new Properties();
         props.put("bootstrap.servers", "hadoop100:9092");//kafka集群，broker-list
         props.put("acks", "all");
         props.put("retries", 1);//重试次数
         props.put("batch.size", 16384);//批次大小
         props.put("linger.ms", 1);//等待时间
         props.put("buffer.memory", 33554432);//RecordAccumulator缓冲区大小
         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<>(props);
         for (int i = 0; i < 100; i++) { 
             ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>("first",
                     Integer.toString(i), Integer.toString(i));
             producer.send(record).get();
         }
         producer.close();
     }
     
    }

**②带回调函数的API**

回调函数会在`producer`收到`ack`时调用，为异步调用，该方法有两个参数，分别是`RecordMetadata`和`Exception`，如果`Exception`为`null`，说明消息发送成功，如果`Exception`不为`null`，说明消息发送失败。

注意：消息发送失败会自动重试，不需要我们在回调函数中手动重试。

public class CustomProducer { 
    
        public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { 
          		
            for (int i = 0; i < 100; i++) { 
                producer.send(new ProducerRecord<String, String>("first", Integer.toString(i),
                        //回调函数Callback会在Producer收到ack时异步调用
                        Integer.toString(i)), (metadata, exception) -> { 
                            if (exception == null) { 
                                System.out.println("success->" + metadata.offset());
                            } else { 
                                exception.printStackTrace();
                            }
                        });
            }
            producer.close();
        }
        
    }

## 1.3 同步发送API ##

同步发送的意思就是，一条消息发送之后，会阻塞当前线程，直至返回`ack`。

由于`send`方法返回的是一个`Future`对象，根据`Futrue`对象的特点，我们也可以实现同步发送的效果，只需在调用`Future`对象的`get`方发即可。

public class SyncProvider { 
    
     public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { 
     
         Properties props = new Properties();
         props.put("bootstrap.servers", "hadoop100:9092");//kafka集群，broker-list
         props.put("acks", "all");
         props.put("retries", 1);//重试次数
         props.put("batch.size", 16384);//批次大小
         props.put("linger.ms", 1);//等待时间
         props.put("buffer.memory", 33554432);//RecordAccumulator缓冲区大小
         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<>(props);
         for (int i = 0; i < 100; i++) { 
             ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>("first",
                     Integer.toString(i), Integer.toString(i));
             producer.send(record).get();
         }
         producer.close();
     }
     
    }

# 二、Consumer API #

`Consumer`消费数据时的可靠性是很容易保证的，因为数据在`Kafka`中是持久化的，故不用担心数据丢失问题。

由于`Consumer`在消费过程中可能会出现断电宕机等故障，`Consumer`恢复后，需要从故障前的位置的继续消费，所以`Consumer`需要实时记录自己消费到了哪个`offset`，以便故障恢复后继续消费。

所以`offset`的维护是`Consumer`消费数据是必须考虑的问题。

## 2.1 手动提交offset ##

**① 编写代码**

需要用到的类：

*  **KafkaConsumer**：需要创建一个消费者对象，用来消费数据
 *  **ConsumerConfig**：获取所需的一系列配置参数
 *  **ConsuemrRecord**：每条数据都要封装成一个`ConsumerRecord`对象

public class HandConsumer { 
    	public static void main(String[] args) { 
    	 Properties props = new Properties();
    	 props.put("bootstrap.servers", "hadoop100:9092");
    	 props.put("group.id", "test");//消费者组，只要group.id相同，就属于同一个消费者组
    	 props.put("enable.auto.commit", false);//手动提交offset
    	 props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
    	 props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
    	 KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
    	 consumer.subscribe(Arrays.asList("first"));
    	 while (true) { 
    	     ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(100);
    	     for (ConsumerRecord record : records) { 
    	         System.out.printf("offset =%d,key=%s,value=%s\n", record.offset(),
    	                 record.key(), record.value());
    	     }
    	     consumer.commitSync();
    	 }
    	}
    }

**②编写代码**

手动提交`offset`的方法有两种：分别是`commitSync`（同步提交）和`commitAsync`（异步提交）。两者的相同点是，都会将本次`poll`的一批数据最高的偏移量提交；不同点是，`commitSync`会失败重试，一直到提交成功（如果由于不可恢复原因导致，也会提交失败）；而`commitAsync`则没有失败重试机制，故有可能提交失败。

**③数据重复消费问题**  
![在这里插入图片描述][20200622102427679.png]  
已消费消息，但未提交对应的`offset`。

## 2.2 自动提交offset ##

public class CustomConsumer { 
    
       public static void main(String[] args) { 
           Properties props = new Properties();
           props.put("bootstrap.servers", "hadoop102:9092");
           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");
           KafkaConsumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
           consumer.subscribe(Arrays.asList("first"));
           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());
           }
       }
    }

# 三、自定义Interceptor #

## 3.1 拦截器原理 ##

`Producer`拦截器(`interceptor`)是在`Kafka 0.10`版本被引入的，主要用于实现`clients`端的定制化控制逻辑。

对于`Producer`而言，`interceptor`使得用户在消息发送前以及`Producer`回调逻辑前有机会对消息做一些定制化需求，比如修改消息等。同时，`Producer`允许用户指定多个`interceptor`按序作用于同一条消息从而形成一个拦截链(`interceptor chain`)。`interceptor`的实现接口是`org.apache.kafka.clients.producer.ProducerInterceptor`，其定义的方法包括：

1.  **configure(configs)**  
    获取配置信息和初始化数据时调用。
2.  **onSend(ProducerRecord)**  
    该方法封装进`KafkaProducer.send`方法中，即它运行在用户主线程中。`Producer`确保在消息被序列化以及计算分区前调用该方法。用户可以在该方法中对消息做任何操作，但最好保证不要修改消息所属的`topic`和分区，否则会影响目标分区的计算。
3.  **onAcknowledgement(RecordMetadata, Exception)**  
    该方法会在消息从`RecordAccumulator`成功发送到`Kafka Broker`之后，或者在发送过程中失败时调用。并且通常都是在`producer`回调逻辑触发之前。`onAcknowledgement`运行在`producer`的`IO`线程中，因此不要在该方法中放入很重的逻辑，否则会拖慢`producer`的消息发送效率。
4.  **close**  
    关闭`interceptor`，主要用于执行一些资源清理工作

如前所述，`interceptor`可能被运行在多个线程中，因此在具体实现时用户需要自行确保线程安全。另外倘若指定了多个`interceptor`，则`producer`将按照指定顺序调用它们，并仅仅是捕获每个`interceptor`可能抛出的异常记录到错误日志中而非在向上传递。这在使用过程中要特别留意。

## 3.2 拦截器案例 ##

**需求：** 实现一个简单的双`interceptor`组成的拦截链。第一个`interceptor`会在消息发送前将时间戳信息加到消息`value`的最前部；第二个`interceptor`会在消息发送后更新成功发送消息数或失败发送消息数。

**案例实操:**

①增加时间戳拦截器

public class TimeInterceptor implements ProducerInterceptor<String, String> { 
        @Override
        public ProducerRecord<String, String> onSend(ProducerRecord<String, String> record) { 
            //新建一个新的record，把时间戳写入消息体的最前部
            return new ProducerRecord<>(record.topic(), record.partition(), record.timestamp(),
                    record.key(), System.currentTimeMillis() + "," + record.value());
        }
    
        @Override
        public void onAcknowledgement(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) { 
    
        }
    
        @Override
        public void close() { 
    
        }
    
        @Override
        public void configure(Map<String, ?> map) { 
    
        }
    }

②统计发送消息成功和发送失败消息数，并在`producer`关闭时打印这两个计数器

public class CounterInterceptor implements ProducerInterceptor<String, String> { 
        private int errorCounter = 0;
        private int successCounter = 0;
    
        @Override
        public ProducerRecord<String, String> onSend(ProducerRecord<String, String> record) { 
            return record;
        }
    
        @Override
        public void onAcknowledgement(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) { 
            //统计成功和失败的次数
            if (e == null) { 
                successCounter++;
            } else { 
                errorCounter++;
            }
        }
    
        @Override
        public void close() { 
            System.out.println("success：" + successCounter);
            System.out.println("error：" + errorCounter);
        }
    
        @Override
        public void configure(Map<String, ?> map) { 
    
        }
    }

③`producer`代码

public class InterceptorProducer { 
        public static void main(String[] args) { 
            Properties props = new Properties();
            props.put("bootstrap.servers", "hadoop100:9092");//kafka集群，broker-list
            props.put("acks", "all");
            props.put("retries", 1);//重试次数
            props.put("batch.size", 16384);//批次大小
            props.put("linger.ms", 1);//等待时间
            props.put("buffer.memory", 33554432);//RecordAccumulator缓冲区大小
            props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
            props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
    
            // 2 构建拦截链
            List<String> interceptors = new ArrayList<>();
            interceptors.add("com.hucheng.kafka.interceptor.TimeInterceptor");
            interceptors.add("com.hucheng.kafka.interceptor.CounterInterceptor");
            props.put(ProducerConfig.INTERCEPTOR_CLASSES_CONFIG, interceptors);
    
            String topic = "first";
            Producer<String, String> producer = new KafkaProducer<>(props);
    
            // 3 发送消息
            for (int i = 0; i < 10; i++) { 
    
                ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>(topic, "message" + i);
                producer.send(record);
            }
    
            // 4 一定要关闭producer，这样才会调用interceptor的close方法
            producer.close();
    
    
        }
    }

④启动测试  
![在这里插入图片描述][20200622115932567.png]  
![在这里插入图片描述][20200622115951913.png]

[1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200622093452716.png
[20200622102427679.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200622102427679.png?
[20200622115932567.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200622115932567.png
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