在这篇文章中，我们将一起学习Apache Kafka的架构，ZooKeeper扮演的角色等等。

目标

在这个文章中，我们将学习Kafka基础知识、Kafka交付语义和配置，以实现不同的语义、激发Kafka集成和优化。在本系列的第1部分中，让我们理解Kafka的基本原理。在本系列的第2部分中，我们将进一步了解Kafka Producer及其配置的更多信息。

问题陈述

许多源和目标系统需要集成。通常，许多系统的集成涉及复杂的问题，比如处理许多协议、消息格式等。

消息系统处理高容量流。

用例

流处理

跟踪用户活动，日志聚合等

去耦系统

什么是Kafka？

Kafka是一个可水平扩展，容错，快速的消息传递系统。它是一个pub-sub模型，各种生产者和消费者可以在其中进行书写和阅读。它将源系统和目标系统分离。一些关键功能是：

扩展到数百个节点。

每秒可以处理数百万条消息。

实时处理（~10ms）。

关键术语

主题，分区和偏移

主题是特定的数据流。它与NoSQL数据库中的表非常相似。与NoSQL数据库中的表一样，该主题被拆分为分区，使主题能够分布在各个节点上。与表中的主键一样，主题具有每个分区的偏移量。您可以使用其主题，分区和偏移量唯一标识消息。

分区

分区使主题可以在群集中分布。分区是水平可伸缩性的并行度单位。一个主题可以跨节点进行多个分区扩展。

消息根据分区键分配给分区; 如果没有分区键，则随机分配该分区。使用正确的密钥来避免热点非常重要。

分区中的每个消息都被分配一个称为偏移量的增量ID。每个分区的偏移量是唯一的，消息只在分区内排序。写入分区的消息是不可变的。

Kafka架构图

ZooKeeper

ZooKeeper是一种用于管理分布式系统的集中式服务。它为其管理的分布式系统提供分层键值存储，配置，同步和名称注册服务。ZooKeeper充当集合层（将事物联系在一起）并确保Kafka集群的高可用性。Kafka节点也称为代理。重要的是要理解Kafka在没有ZooKeeper的情况下无法工作。

从ZooKeeper节点列表中，其中一个节点被选为领导者，其余节点跟随领导者。在ZooKeeper节点发生故障的情况下，其中一个关注者被选为领导者。强烈建议使用多个节点以实现高可用性，不建议使用超过7个节点。

ZooKeeper存储元数据和Kafka集群的当前状态。例如，主题名称，分区数量，复制，请愿的领导者详细信息以及消费者组详细信息等详细信息存储在ZooKeeper中。您可以将ZooKeeper视为项目经理，他负责管理项目中的资源并记住项目的状态。

关键事项：

管理经纪人名单。

当经纪人破产时选举经纪人领导。

发送有关新代理、新主题、已删除主题、丢失代理等的通知。

从Kafka0.10开始，消费者偏移不存储在ZooKeeper中，只有集群的元数据存储在ZooKeepr中。

ZooKeepr中的领导者处理所有写入和跟随者ZooKeepr只处理读取。

Broker

一个broker是由ZooKeeper管理的单个Kafka节点。一组brokers组成了Kafka集群。在Kaka中创建的主题基于分区，复制和其他因素分布在broker中。当broker节点基于ZooKeeper中存储的状态失败时，它会自动重新平衡群集，如果领导分区丢失，则其中一个跟随者请求被选为领导者。

您可以将broker视为负责分配任务的团队负责人。如果团队负责人不可用，那么经理负

责将任务分配给其他团队成员。

复制

复制正在另一个代理中提供分区的副本。复制使Kafka具有容错能力。当主题的分区在

多个代理中可用时，代理中的一个分区被选为领导者，而分区的其余复制是跟随者。

复制使Kafka即使在代理关闭时也具有容错能力。例如，主题B分区0存储在代理0和代理1中。生产者和消费者都只由领导者提供服务。在代理失败的情况下，来自另一个代理的分区被选为领导者，并且它开始为生产者和消费者群体提供服务。与领导同步的副本分区标记为ISR（同步副本）。

IT团队和Kafka集群类比

下图描绘了IT团队和Kafka集群的类比。

摘要

以下是Kafka核心组件的摘要。

ZooKeeper管理Kafka经纪人及其元数据。

代理是可水平扩展的Kafka节点，包含主题和复制。

主题是具有一个或多个分区的消息流。

分区包含每个分区具有唯一偏移量的消息。

复制使Kafka能够使用跟随分区进行容错。

看了这篇文章，您有什么收获吗？

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