《kafka权威指南》之基本配置和调优

什么是kafka

Kafka是一基于发布/订阅的分布式消息系统，它不仅能高效并实时的吞吐数据，而且还可以通过副本冗余机制保证数据安全

kafka关键字介绍

• ***(offset)：每个分区都会append多个有顺序，不可变的消息
• 生产者(producer)：生产消息到kafka集群
• 消费者(consumer)：从kafka集群中消费消息
• 消费者组(consumer group)：组间共享，组内竞争。每条消息只会被组内的一个消费者消费，保证组内不重复消费消息
• 主题(topic)：每条消息都属于某主题-表
• 分区(partition)：每个主题会分配多个分区，是一个有序队列-记录
• 副本(replication)：分区和副本不能在同一台机器上
• leader：分区的角色，生产者和消费者交互的分区
• flower：分区的角色，负责复制leader中的数据
• broker：kafka集群中的机器
• controller：服务器的角色，用来进行leader选举以及失败恢复

kafka基本指令

1. 增加主题-指定zk，主题，分区，副本数

sh kafka-topics.sh --create --zookeeper hadoop01:2181 --replication-factor 1 --partitions 1 --topic topicname

2. 删除主题

sh kafka-topics.sh --delete --zookeeper hadoop01:2181 --topic  enbook

3. 查看主题

sh kafka-topics.sh --list --zookeeper hadoop01:2181

4. 启动生产者(只需写一台地址)

sh kafka-console-producer.sh --broker-list hadoop01:9092  --topic  enbook

5. 启动消费者(只需写一台地址)

sh kafka-console-consumer.sh --zookeeper hadoop01:2181 --topic enbook --from-beginning

kafka基本配置

1. broker.id port
2. zookeeper.connect 保存broker远数的zk地址
3. log.dirs 指定消息日志片段的目录
4. num.recovery.threads.per.data.dir 每个目录恢复使用的线程数
5. auto.create.topics.enable 自动创建主题
   主题的配置
6. num.partitions 指定主题包含的分区数，通过增加主题的分区数，可以使得kafka吞吐率线性提高，而且可以实现负载均衡的作用
   若需要每秒钟从主题读写1GB的数据，而且消费者吞吐量为50MB，则至少需要20个分区，然后让20个消费者同时消费
7. log.retention.ms 配置分区的数据持久化时间限制，若超过则消息删除
8. log.renetion.bytes 配置分区的数据持久化字节限制，若超过则消息删除
9. log.segement.bytes 配置日志片段的字节限制，若超过则创建新得日志片段，旧的日志片段开始过期
10. log.segement.ms 配置日志片段的时间限制，需要考虑并行关闭多个日志片段对磁盘性能的影响（多个日志片段达不到上限，则会出现多个日志片段同时关闭的情况）
11. message.mex.bytes 配置消息字节限制，默认1mb，值越大处理时间越长，还会增加磁盘写入块的时间

kafka集群

1. 可以跨服务器进行负载均衡
2. 使用复制功能避免单点故障造成的数据丢失

需要多少个broker

1. kafka集群需要保存的数据量&单个broker的存储空间，复制会加一倍空间
2. 考虑集群吞吐量和内存不足造成的性能问题

broker配置

怎么将一个broker加入到集群呢？？？
修改两个配置

1. 配置相同的zookeeper.connect
2. 配置broker的broker.id

操作系统调优

1. 虚拟内存
   Linux的虚拟内存根据系统的工作负荷进行自动调整，我们可以对交换分区的处理方式和内存脏页进行调整
   a) 对于吞吐量大的程序来说，要尽量避免内存交换。内存交换可以防止OS系统内存不足突然终止进程。
   建议把vm.swappiness参数尽量小=1，指明os子系统如何交换分区,优先减小页面缓存，而不是内存交换
   b) kafka依赖I/O性能为生产者提供快速响应。
   建议使用快速磁盘SSD具有NVRAM的缓存磁盘子系统RAID,当刷新脏页到磁盘之前，可以减少脏页的数量
   将将vm.dirty_backgroud_ratio设为小于 10 的值,值得是系统内存百分比，加快脏页写入缓存
   vm.dirty_ratio>20增加内核进程，刷新到磁盘的脏页数量
2. 磁盘
   批量磁盘写入具有更高的效率，提升整体IO吞吐量
   文件元数据：创建时间(ctime)+最后修改时间(mtime)+最后访问时间(atime)，每次读写都会更新atime
   atime一般没有什么用，为挂载点设置noatime参数
3. 网络
   对Linux系统网络优化，实现大流量的支持。
   修改socket读写缓冲区
   a) net.core.wmem_default(socket读缓存)：128KB-2MB
   b) net.core.rmem_default(socket写缓存)：128KB-2MB
   修改TCP socket读写缓冲区
   a) net.ipv4.tcm_wmem 最小值 默认值 最大值
   b) net.ipv4.tcm_rmem 最小值 默认值 最大值
   修改并发连接和最大阻塞队列
   a) net.ipv4.tcp_max_sync_blocking>1024 //可接受更多并发连接
   b) net.core.netdev_max_blocklog>1000 //允许更多数据包排队，有助于应对网络流量爆发

生产环境调优

1. 垃圾回收器配置
   G1自动根据工作负载情况进行自我调节，轻松处理大块堆内存，将堆内存分为若干区域
   maxGCPauseMills=200ms：指定每次垃圾回收的默认停顿时间,决定了gc回收频率以及每轮回收的区域
   InitiatingHeapOccupancyPercent=45%：指定gc回收前可使用的堆内存百分比，若超过则进行回收
   kafka对堆内存使用率非常高，容易产生垃圾，尽量把这些值设的小些

kafka启动脚本没有启用G1回收器，而是采用CMS(并发标记清扫)，可通过配置环境变量修改
2. 数据中心布局
把集群的broker安装在不同的机架上，不让他们共享可能出现单点故障的基础设施
3. 共享zk
kafka使用zk保存broker，主题，分区的元数据信息
对zk群组来说，kafka集群的流量并不算多，所以在很多部署环境里，让多个kafka集群共享一个zk群组

消费者可以选择将offset提交到zk或kafka，还可以选择提交偏移量的时间。
但不建议把zk集群共享给其他应用程序，因为kafka对zk的延迟非常敏感