《吃透 MQ 系列》之扒开 Kafka 的神秘面纱

架构 2023-07-05 17:29:38
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各位好!,我是武哥。它是《吃透 MQ 系列》的第二弹,有一些珊珊来迟,后台管理被很多阅读者催更了,实在是很抱歉!

本文拖更了好几个星期,最初的念头是:紧紧围绕每一个实际的消息中间件,不但要写透,并且要操纵好篇数,写下来发觉确实真的很难,二者难以兼顾。

最终决策或是分为数篇写吧。一方面,能加速下輸出頻率;另一方面,大伙儿也更非常容易消化吸收。

废话不多说了,第二弹逐渐发班。

01 为何从 Kafka 逐渐?

《吃透 MQ 》的开场 紧紧围绕 MQ 「一发一存一消費」的实质进行,解读了 MQ 的通用性专业知识,另外系统化地回应了:怎样下手设计方案一个 MQ?

从本文逐渐,我能解读实际的消息中间件,往往挑选从 Kafka 逐渐,有 3 点考虑到:

第一,RocketMQ 和 Kafka 是现阶段最受欢迎的二种消息中间件,互联网公司运用更为普遍,将做为本系列产品的关键。

第二,从 MQ 的发展史看来,Kafka 在于 RocketMQ 问世,而且阿里巴巴精英团队在完成 RocketMQ 时,充足参考了 Kafka 的设计方案观念。把握了 Kafka 的结构设计,后边再去了解 RocketMQ 会非常容易许多。

第三,Kafka 实际上是一个轻量的 MQ,它具有 MQ 最基本的工作能力,可是在延迟时间序列、再试体制等高級特点上仍未做适用,因而减少了完成复杂性。从 Kafka 下手,有益于大伙儿迅速把握 MQ 最关键的物品。

交待完情况,下边请大伙儿跟着的构思,一起循序渐进地剖析下 Kafka。

02 掀开 Kafka 的面具

在详细分析一门技术性以前,不建议上去就要掌握构架及其关键技术,只是先搞清楚它是啥?它是为了更好地处理什么问题而造成的?

把握这种情况专业知识后,有益于大家了解它身后的设计方案考虑到及其设计方案观念。

在写本文时,我查看了许多材料,有关 Kafka 的界定可以说五花八门,不细心反复推敲非常容易一脸懵逼,我认为必须带大伙儿捋一捋。

大家先看一下 Kafka 官方网站为自己下的界定:

  • Apache Kafka is an open-source distributed event streaming platform.

翻译中文便是:Apache Kafka 是一个开源系统的分布式系统流解决服务平台。

Kafka 并不是一个信息系统软件吗?为何被称作分布式系统的流解决服务平台呢?这二者是一回事儿吗?

一定有阅读者会出现那样的疑惑,要表述这个问题,必须先从 Kafka 的问世情况谈起。

Kafka 最初实际上是 Linkedin 內部卵化的新项目,在设计方案之初是被作为「数据信息管路」,用以解决下列二种情景:

  • 1、经营主题活动情景:纪录客户的访问 、检索、点一下、人气值等个人行为。
  • 2、运维服务情景:监控服务器的 CPU、运行内存、要求用时等性能参数。

能够见到这二种数据信息都归属于日志范围,特性是:数据信息即时生产制造,并且信息量非常大。

Linkedin 最开始也试着试过 ActiveMQ 来处理传输数据难题,可是特性没法符合要求,随后才决策自研 Kafka。

因此从一开始,Kafka 便是为即时日志流为之的。了解了这一情况,就不难理解 Kafka 与流数据的关联了,及其 Kafka 为啥互联网大数据行业有这般普遍的运用?也是由于它最开始便是为处理互联网大数据的管路难题而问世的。

然后再表述下:为何 Kafka 被官方网界定成流解决服务平台呢?它不就出示了一个数据通道工作能力吗,如何还和服务平台扯上关联了?

这是由于 Kafka 从 0.8 版本号逐渐,就早已在出示一些和数据处理方法相关的部件了,例如:

  • 1、Kafka Streams:一个汽车轻量化的流计算库,特性类似 Spark、Flink。
  • 2、Kafka Connect:一个数据库同步专用工具,能将 Kafka 中的数据信息导到关系型数据库、Hadoop、百度搜索引擎中。

由此可见 Kafka 的欲望不仅是一个信息系统软件,它早已在往「即时流解决服务平台」方位发展趋势了。

此刻,再回家看 Kafka 的官方网站详细介绍提及的 3 种工作能力,也不难理解了:

  • 1、数据信息的公布和定阅工作能力(消息队列)
  • 2、数据信息的分布式系统工作能力(分布式存储)
  • 3、数据信息的并行处理工作能力(流解决模块)

那样,kafka 的发展趋势历史时间和界定基本上缕清了。自然,这一系列产品只是关心 Kafka 的前二种工作能力,由于这二种工作能力都和 MQ 强有关。

03 从 Kafka的信息实体模型谈起

了解了 Kafka 的精准定位及其它的问世情况,然后大家剖析下 Kafka 的设计方案观念。

上一篇文章中我提及过:要弄懂一个MQ,提议从「信息实体模型」这类最关键的基础理论方面下手,而不是一上去就要看技术架构,更不必直接进入关键技术。

说白了信息实体模型,能够了解成一种逻辑结构,它是技术架构直往上的一层抽象性,通常暗含了最关键的设计方案观念。

下边大家试着剖析下 Kafka 的信息实体模型,看一下它到底是怎样演变来的?

最先,为了更好地将一份信息数据信息分发送给好几个顾客,而且每一个顾客都能接到全量的信息,很当然的想起了广播节目。

随后难题发生了:来一条信息,就广播节目给全部顾客,但并不是每一个顾客都要想所有的信息,例如顾客 A 只要想信息1、2、3,顾客 B 只要想信息4、5、6,此刻应该怎么办呢?

这个问题的关键环节取决于:MQ 不理解信息的词义,它没办法保证对信息开展归类递送。

这时,MQ 想起了一个很聪慧的方法:它将难点立即抛给了经营者,规定经营者在推送信息时,对信息开展逻辑性上的归类,因而就演变出了大家熟识的 Topic 及其公布-定阅实体模型。

那样,顾客只必须定阅自身很感兴趣的 Topic,随后从 Topic 中获得信息就可以。

可是那样干了以后,依然存有一个难题:倘若好几个顾客都对同一个 Topic 很感兴趣(如下图中的顾客 C),那又该如何解决呢?

假如选用传统式的序列方式(单播),那当一个顾客从序列中拿走信息后,这条信息便会被删掉,此外一个顾客就拿不到了。

这个时候,很当然又想起下边的解决方法:

也就是:当 Topic 每提升一个新的顾客,就「拷贝」一个彻底一样的数据信息序列。

那样难题是解决了,可是伴随着中下游顾客总数变多,将引起 MQ 特性的迅速衰退。特别是在针对 Kafka 而言,它在问世之初便是解决互联网大数据情景的,这类拷贝实际操作显而易见成本费太高了。

此刻,就拥有 Kafka 最画龙点晴的一个打法:它将全部信息开展了分布式锁储存,由顾客自身你情我愿,想取哪一个信息,想何时取都可以,只必须传送一个信息的 offset 就可以。

那样一个全局性更改,完全将繁杂的消費难题又返给顾客了,那样促使 Kafka 自身的复杂性大幅度降低,进而为它的性能卓越和高拓展奠定了优良的基本。(它是 Kafka 有别于 ActiveMQ 和 RabbitMQ 最关键的地区)

最终,简单化一下,便是下边这幅图:

这就是 Kafka 最初的信息实体模型。

这也间接性表述了第二章节目录中:为何官方网会将 Kakfa 另外界定成分布式存储的缘故。

自然 Kafka 的精妙设计方案不是这种,因为篇数缘故,后边的文章内容再然后剖析。

04 写在最终

本文从 Kafka 的问世情况讲起,带大伙儿捋清了 Kafka 的界定和它要处理的难题。

此外,一步步剖析了 Kafka 的信息实体模型和设计方案观念,它是 Kafka 最高层的抽象性。

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the end
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