kafka5

2020-10-22  本文已影响0人  福娃发

一、Kafka在zookeeper中存储结构图

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二、分析

2.1 topic注册信息

/brokers/topics/[topic] :

存储某个topic的partitions所有分配信息

[zk: localhost:2181(CONNECTED)1] get /brokers/topics/topic2

Schema:

{

    "version":"版本编号目前固定为数字1",

    "partitions": {

        "partitionId编号": [

            同步副本组brokerId列表

        ],

        "partitionId编号": [

            同步副本组brokerId列表

        ],

        .......

    }

}

Example:

{"version": 1,

"partitions": {

"2": [1, 2, 3],

"1": [0, 1, 2],

"0": [3, 0, 1],}}

2.2 partition状态信息

/brokers/topics/[topic]/partitions/[0...N]  其中[0..N]表示partition索引号

/brokers/topics/[topic]/partitions/[partitionId]/state

Schema:

{"controller_epoch": 表示kafka集群中的中央控制器选举次数,"leader": 表示该partition选举leader的brokerId,"version": 版本编号默认为1,"leader_epoch": 该partition leader选举次数,"isr": [同步副本组brokerId列表]

}

Example:

{"controller_epoch":1,"leader":3,"version":1,"leader_epoch":0,"isr": [3,0,1]

}

2.3 Broker注册信息

/brokers/ids/[0...N]                 

每个broker的配置文件中都需要指定一个数字类型的id(全局不可重复),此节点为临时znode(EPHEMERAL)

Schema:

{"jmx_port": jmx端口号,"timestamp": kafka broker初始启动时的时间戳,"host": 主机名或ip地址,"version": 版本编号默认为1,"port": kafka broker的服务端端口号,由server.properties中参数port确定

}

Example:

{"jmx_port": -1,"timestamp":"1525741823119""version":1,"host":"hadoop1","port":9092}

2.4 Controller epoch

/controller_epoch -->  int (epoch)   

此值为一个数字,kafka集群中第一个broker第一次启动时为1,以后只要集群中center controller中央控制器所在broker变更或挂掉,就会重新选举新的center controller,每次center controller变更controller_epoch值就会 + 1; 

2.5 Controller注册信息

/controller -> int (broker id of the controller)  存储center controller中央控制器所在kafka broker的信息

Schema:

{"version": 版本编号默认为1,"brokerid": kafka集群中broker唯一编号,"timestamp": kafka broker中央控制器变更时的时间戳

}

Example:

{"version":1,"brokerid":0,"timestamp":"1525741822769"}

2.6 补充Consumer and Consumer group

a.每个consumer客户端被创建时,会向zookeeper注册自己的信息;

b.此作用主要是为了"负载均衡".

c.同一个Consumer Group中的Consumers,Kafka将相应Topic中的每个消息只发送给其中一个Consumer。

d.Consumer Group中的每个Consumer读取Topic的一个或多个Partitions,并且是唯一的Consumer;

e.一个Consumer group的多个consumer的所有线程依次有序地消费一个topic的所有partitions,如果Consumer group中所有consumer总线程大于partitions数量,则会出现空闲情况;

举例说明:

kafka集群中创建一个topic为report-log   4 partitions 索引编号为0,1,2,3

假如有目前有三个消费者node:注意-->一个consumer中一个消费线程可以消费一个或多个partition.

如果每个consumer创建一个consumer thread线程,各个node消费情况如下,node1消费索引编号为0,1分区,node2费索引编号为2,node3费索引编号为3

如果每个consumer创建2个consumer thread线程,各个node消费情况如下(是从consumer node先后启动状态来确定的),node1消费索引编号为0,1分区;node2费索引编号为2,3;node3为空闲状态

总结:

从以上可知,Consumer Group中各个consumer是根据先后启动的顺序有序消费一个topic的所有partitions的。

如果Consumer Group中所有consumer的总线程数大于partitions数量,则可能consumer thread或consumer会出现空闲状态

2.7 Consumer均衡算法

当一个group中,有consumer加入或者离开时,会触发partitions均衡.均衡的最终目的,是提升topic的并发消费能力.

1) 假如topic1,具有如下partitions: P0,P1,P2,P3

2) 加入group中,有如下consumer: C0,C1

3) 首先根据partition索引号对partitions排序: P0,P1,P2,P3

4) 根据(consumer.id + '-'+ thread序号)排序: C0,C1

5) 计算倍数: M = [P0,P1,P2,P3].size / [C0,C1].size,本例值M=2(向上取整)

6) 然后依次分配partitions: C0 = [P0,P1],C1=[P2,P3],即Ci = [P(i * M),P((i + 1) * M -1)]

2.8 Consumer注册信息

每个consumer都有一个唯一的ID(consumerId可以通过配置文件指定,也可以由系统生成),此id用来标记消费者信息.

/consumers/[groupId]/ids/[consumerIdString]

是一个临时的znode,此节点的值为请看consumerIdString产生规则,即表示此consumer目前所消费的topic + partitions列表.

consumerId产生规则:

StringconsumerUuid = null;

if(config.consumerId!=null && config.consumerId)

consumerUuid = consumerId;

else {

String uuid = UUID.randomUUID()

consumerUuid = "%s-%d-%s".format(

InetAddress.getLocalHost.getHostName, System.currentTimeMillis,

uuid.getMostSignificantBits().toHexString.substring(0,8));

}

String consumerIdString = config.groupId + "_" + consumerUuid;

[zk: localhost:2181(CONNECTED)11]get/consumers/console-consumer-2304/ids/console-consumer-2304_hadoop2-1525747915241-6b48ff32

Schema:

{"version": 版本编号默认为1,"subscription": {//订阅topic列表"topic名称": consumer中topic消费者线程数

},"pattern":"static","timestamp":"consumer启动时的时间戳"}

Example:

{"version":1,"subscription": {"topic2":1},"pattern":"white_list","timestamp":"1525747915336"}

2.9 Consumer owner

/consumers/[groupId]/owners/[topic]/[partitionId] -> consumerIdString + threadId索引编号

a) 首先进行"Consumer Id注册";

b) 然后在"Consumer id 注册"节点下注册一个watch用来监听当前group中其他consumer的"退出"和"加入";只要此znode path下节点列表变更,都会触发此group下consumer的负载均衡.(比如一个consumer失效,那么其他consumer接管partitions).

c) 在"Broker id 注册"节点下,注册一个watch用来监听broker的存活情况;如果broker列表变更,将会触发所有的groups下的consumer重新balance.

2.10 Consumer offset

/consumers/[groupId]/offsets/[topic]/[partitionId] -> long (offset)

用来跟踪每个consumer目前所消费的partition中最大的offset

此znode为持久节点,可以看出offset跟group_id有关,以表明当消费者组(consumer group)中一个消费者失效,

重新触发balance,其他consumer可以继续消费.

2.11 Re-assign partitions

/admin/reassign_partitions

{

  "fields":[

      {

        "name":"version",

        "type":"int",

        "doc":"version id"      },

      {

        "name":"partitions",

        "type":{

            "type":"array",

            "items":{

              "fields":[

                  {

                    "name":"topic",

                    "type":"string",

                    "doc":"topic of the partition to be reassigned"                  },

                  {

                    "name":"partition",

                    "type":"int",

                    "doc":"the partition to be reassigned"                  },

                  {

                    "name":"replicas",

                    "type":"array",

                    "items":"int",

                    "doc":"a list of replica ids"                  }

              ],

            }

            "doc":"an array of partitions to be reassigned to new replicas"        }

      }

  ]

}

Example:

{

  "version":1,

  "partitions":

    [

        {

            "topic":"Foo",

            "partition":1,

            "replicas": [0,1,3]

        }

    ]           

}

2.12 Preferred replication election

/admin/preferred_replica_election

{

  "fields":[

      {

        "name":"version",

        "type":"int",

        "doc":"version id"      },

      {

        "name":"partitions",

        "type":{

            "type":"array",

            "items":{

              "fields":[

                  {

                    "name":"topic",

                    "type":"string",

                    "doc":"topic of the partition for which preferred replica election should be triggered"                  },

                  {

                    "name":"partition",

                    "type":"int",

                    "doc":"the partition for which preferred replica election should be triggered"                  }

              ],

            }

            "doc":"an array of partitions for which preferred replica election should be triggered"        }

      }

  ]

}

例子:

{

  "version":1,

  "partitions":

    [

        {

            "topic":"Foo",

            "partition":1       

        },

        {

            "topic":"Bar",

            "partition":0       

        }

    ]           

}

2.13 删除topics

/admin/delete_topics

Schema:

{ "fields":

    [ {"name":"version","type":"int","doc":"version id"},

      {"name":"topics",

      "type": {"type":"array","items":"string","doc":"an array of topics to be deleted"}

      } ]

}

例子:

{

  "version":1,

  "topics": ["foo","bar"]

}

2.14 Topic配置

/config/topics/[topic_name]

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