聊聊 Apache Kafka

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文章最後更新於 2023 年 3 月 12 日

以下是跟 AI 聊聊 Kafka 的一些筆記

什麼是 Kafka？

Kafka 是一種分佈式消息系統，具有高吞吐量、低延遲、可持久性和分區的特點。它主要用於分佈式系統中的數據發布/訂閱，並且可以作為消息隊列、數據流式處理等用途。

Kafka的設計基於分佈式系統的概念，它包含了一組服務器，這些服務器被稱為 brokers。每條消息都有一個特定的主題（topic），發布者可以將消息發佈到特定的主題中，而訂閱者則可以從指定的主題中接收消息。

Kafka 主要由四個部分組成：

  • Producers：生產者，負責將消息發佈到 brokers。
  • Consumers：消費者，負責從 brokers中接收消息。
  • Topics：主題，消息發布/訂閱的單位。
  • Brokers：服務器，負責存儲和轉發消息。

Kafka主要用於大數據場景中，因為它具有高吞吐量和低延遲的優勢。例如，它可以用於網站流量分析、日誌收集和處理、消息傳遞、數據管道等應用場景。

Kafka 官方網站為：https://kafka.apache.org/

為什麼要用 Kafka？

Kafka具有以下幾個優勢：

  1. 高吞吐量：Kafka可以處理成千上萬的消息每秒，因此能夠滿足大數據場景的需求。
  2. 分區：Kafka支持消息的分區，可以通過分區來提升消息的消費能力。
  3. 可持久性：Kafka支持消息的持久化，可以將消息保存到磁盤上，因此不會因為服務器的宕機等原因而丟失消息。
  4. 容錯能力：Kafka支持多副本的設計，如果有服務器宕機，可以通過副本來保證消息的可用性。
  5. 分佈式設計：Kafka是一個分佈式系統，可以通過增加服務器來擴展它的消息處理能力。

總體來說，Kafka是一種高性能、可靠的消息系統，適用於大數據場景下的數據發布/訂閱、消息隊列、數據流式處理等應用場景。

Kafka 為什麼快？

可以參考下面的影片：

  • 內存緩存：Kafka採用內存緩存來存儲消息，因此能夠快速地訪問消息。
  • 磁盤存儲：Kafka支持消息的持久化，可以將消息保存到磁盤上，並且採用順序寫的方式來保存消息，這樣可以避免磁盤的隨機寫，提升了存儲效率。
  • 異步處理：Kafka採用異步處理的方式來處理消息，因此可以避免阻塞的情況。

什麼時候會用到 Kafka？

舉例來說，如果你正在建立一個網站，並希望能夠在不同的網站伺服器之間傳輸消息，那麼你可能會使用 Kafka。又如果你正在建立一個大規模的資料處理系統，並希望能夠將資料從多個來源收集並處理，那麼你可能會使用 Kafka 來建立流式資料管道。

什麼地方會用到 Kafka？

Kafka常用於企業環境中的資料處理和資料流應用程式。它也可以用於建立事件驅動的應用程式，其中一個應用程式的動作會引起另一個應用程式的動作。

此外，Kafka也常用於實時資料和流式資料應用程式，例如:

  • 實時網站訪問統計
  • 實時社交媒體分析
  • 實時廣告投放
  • 資料挖掘和商業智慧應用程式
  • 實時車輛追蹤和監控系統
  • 實時金融交易和风险分析系統

總的來說，Kafka可以用於處理大量資料，並在多個應用程式之間即時傳輸資料。

如何使用 Kafka？

要使用 Kafka，您需要安裝並配置 Kafka 伺服器。一旦安裝完成，您就可以通過程式設計接口來使用 Kafka。

通常，使用 Kafka 會包括以下步驟:

  1. 在 Kafka 伺服器上創建一個主題。主題是 Kafka 中的資料流的名稱。
  2. 建立生產者，生產者用於向主題發佈資料。
  3. 建立消費者，消費者用於從主題消費資料。
  4. 生產者向主題發佈資料。
  5. 消費者從主題消費資料。

Kafka支援多種程式語言，因此您可以使用您喜歡的程式語言來實現生產者和消費者。 Kafka也有許多第三方庫可以幫助您使用Kafka。

Kafka的詳細用法取決於您希望使用Kafka的方式。

使用 Kafka 要注意什麼？

使用 Kafka 時需要注意以下事項:

  1. 備份和恢復: Kafka的設計旨在支援高可用性和故障轉移。然而，建議您仍然要定期備份Kafka資料以防意外損壞。
  2. 資料丟失: Kafka不保證消息不會丟失。如果您需要強制性的資料傳輸保證，則需要在應用程式中實現此功能。
  3. 升級和維護: Kafka需要定期升級和維護。在進行升級或維護時，Kafka可能無法正常工作。
  4. 性能和資源使用: Kafka可能會使用大量的磁碟空間和記憶體。在設計您的Kafka系統時，請注意這些資源的使用情況。
  5. 安全: Kafka支援多種安全功能，包括身份驗證和加密。在使用Kafka時，請確保已啟用這些功能以保護您的資料。

如何保證消息不丟失？

保證消息不丟失：在 Kafka 中，消息被保存在 broker 中的 topic 中，Kafka 提供了多副本機制來保證數據的高可靠性。當消息被寫入 topic 時，Kafka 會將其復制到多個 broker 上，因此即使一個 broker 發生故障，您仍然可以從其他 broker 中獲取消息。此外，Kafka 還提供了多種消息保存策略，例如定期提交、消息大小限制等，可以根據您的需求進行配置。

如何保證每個消息僅消費一次？

保證每個消息僅消費一次：在 Kafka 中，可以使用消費者群組（Consumer Group）概念來確保每個消息僅消費一次。消費者群組是一組消費者實例，它們從 broker 中訂閱相同的 topic，並且每個分區只能被同一消費者群組中的一個消費者實例消費。因此，當一個消息被消費後，它將無法再被同一群組中的其他消費者實例消費。

關於作者

卡哥
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我是Oscar (卡哥)，前Yahoo Lead Engineer、高智商同好組織Mensa會員，超過十年的工作經驗，服務過Yahoo關鍵字廣告業務部門、電子商務及搜尋部門，喜歡彈吉他玩音樂，也喜歡投資美股、虛擬貨幣，樂於與人分享交流！