【Kafka学习笔记3】Kafka的基本概念

来源：

1、《Apache Kafka实战》胡夕 著

2、Kafka官方文档

1、kafka是什么

kafka既是消息引擎，也是一个分布式流式处理平台。

kafka的处理流程概括起来如下图：

• kafka是一个集群
• 依托zookeeper进行服务的协调管理
• kafka能够接收生产者发布的消息到topic中，并由多个消费者订阅这些topic
• kafka集群将流数据存储在一群叫做topic的结构中，每个记录由一个键、一个值、一个时间戳组成
• kafka能够对流数据进行处理
• kafka能够以容错、持久化的方式储存流式数据
• 官方采用broker代表Kafka服务器

2、消息

Kafka中的消息是一个结构化的数据，有很多字段，包括管理消息的元数据、消息键、消息体。

Kafka使用紧凑的 **二进制字节数组 ** 保存消息，没有多余的比特位浪费。

Kafka的消息格式经历了V0、V1、V2三个版本的演变。

…待补充

3、topic

topic —— 主题。

topic只是一个逻辑概念，代表了一类消息，也可以理解为消息发送的目的地。

一个topic可以被多个消费者订阅。

4、partition

partition —— 分区。

Kafka通过partition来分散负载。

一个topic由多个partition组成，每个partition都有自己的***，从0开始。

只能在每个partition的尾部追加新的消息，每条消息都会被分配一个唯一的序号，叫做offset，值是从0递增的整数。

5、offset

offset—— 位移。

partition下的每条消息都会被分配一个唯一的offset值。

因此，Kafka中的每一条消息的位置其实就是一个<topic, partition, offset>三元组，通过这个三元组，我们可以在Kafka集群中找到唯一的那条消息。

6、replica

replica —— 副本。

Kafka集群是分布式的系统，为了实现高可靠性，采用冗余机制，保存一条消息为多个副本。

replica存在的唯一目的就是防止数据丢失。

replica分为两类：（1）leader replica（领导者副本）、（2）follower replica（追随者副本）。

7、leader和follower

Kafka的副本分为leader和follower两类。

只有leader对外提供服务，所有的follower只是被动地从leader获取数据，保持和leader同步。

一旦leader宕机，立即会有一个follower被选举为leader接替它的工作。

Kafka会保证同一个partition下的多个replica不会分配到同一个broker上面。

8、ISR

ISR —— in-sync replica，也就是和leader保持同步的replica集合，通常情况下是包含leader在内的。

Kafka为partition动态维护一个replica集合。该集合中的所有replica保存的消息日志都与leader保持同步状态。只有这个集合中的replica才能被选举为leader，也只有该集合中的所有replica都接收到了同一条消息，Kafka才会将该消息置为 “已提交” 状态，即认为这条消息发送成功。

Kafka会保证：如果这个集合中至少存活一个replica，那么那些 “已提交” 的消息就不会丢失。

Kafka会动态地维护该集合。当其中一些replica滞后于leader状态一定程度之后，会被 “踢出” 这个ISR；而当这些replica的状态重新 “追上” leader之后，由会被 “加入” 这个ISR。