kafka之java客户端实战

1. kafka的客户端

        Kafka提供了两套客户端API，HighLevel API和LowLevel API。 HighLevel API封装了kafka的运行细节，使用起来比较简单，是企业开发过程中最常用的客户端API。 而LowLevel API则需要客户端自己管理Kafka的运行细节，Partition，Offset这些数据都由客户端自行管理。这层API功能更灵活，但是使用起来非常复杂，也更容易出错。只在极少数对性能要求非常极致的场景才会偶尔使用。我们的重点是HighLeve API 。

2. 基础客户端的使用

Kafka提供了非常简单的客户端API。只需要引入一个Maven依赖即可：

  <dependency>
   <groupId>org.apache.kafka</groupId>
   <artifactId>kafka_2.13</artifactId>
   <version>3.4.0</version>
  </dependency>

2.1 如何发消息

        现在， 我们使用Kafka提供的Producer类，如何发送消息。

2.1.1 单项发送消息

代码：

public class MyProducerTest {
    private static final String BOOTSTRAP_SERVERS = "192.168.31.5:9092,192.168.31.176:9092,192.168.31.232:9092";
    private static final String TOPIC = "disTopic";

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //PART1:设置发送者相关属性
        Properties props = new Properties();
        // 此处配置的是kafka的端口
        props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, BOOTSTRAP_SERVERS);
        props.put(ProducerConfig.INTERCEPTOR_CLASSES_CONFIG,"com.roy.kfk.basic.MyInterceptor");
        // 配置key的序列化类
        props.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        // 配置value的序列化类
        props.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");

        Producer<String,String> producer = new KafkaProducer<>(props);
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            //Part2:构建消息
            ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>(TOPIC, Integer.toString(i), "MyProducer" + i);
            //Part3:发送消息
            //单向发送：不关心服务端的应答。
            producer.send(record);
            System.out.println("message "+i+" sended");
        }
        //消息处理完才停止发送者。
        producer.close();
    }
}

执行结果：

2.1.2 同步发送

代码：

public class MyProducerTest {
    private static final String BOOTSTRAP_SERVERS = "192.168.31.5:9092,192.168.31.176:9092,192.168.31.232:9092";
    private static final String TOPIC = "disTopic";

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //PART1:设置发送者相关属性
        Properties props = new Properties();
        // 此处配置的是kafka的端口
        props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, BOOTSTRAP_SERVERS);
        props.put(ProducerConfig.INTERCEPTOR_CLASSES_CONFIG,"com.roy.kfk.basic.MyInterceptor");
        // 配置key的序列化类
        props.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        // 配置value的序列化类
        props.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");

        Producer<String,String> producer = new KafkaProducer<>(props);
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            //Part2:构建消息
            ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>(TOPIC, Integer.toString(i), "MyProducer" + i);
            //Part3:发送消息
            //同步发送：获取服务端应答消息前，会阻塞当前线程。
            RecordMetadata recordMetadata = producer.send(record).get();
            String topic = recordMetadata.topic();
            int partition = recordMetadata.partition();
            long offset = recordMetadata.offset();
            String message = recordMetadata.toString();
            System.out.println("message:["+ message+"] sended with topic:"+topic+"; partition:"+partition+ ";offset:"+offset);

        }
        //消息处理完才停止发送者。
        producer.close();
    }
}

执行结果：

 2.1.2 异步发送 

代码：

public class MyProducerTest {
    private static final String BOOTSTRAP_SERVERS = "192.168.31.5:9092,192.168.31.176:9092,192.168.31.232:9092";
    private static final String TOPIC = "disTopic";

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        //PART1:设置发送者相关属性
        Properties props = new Properties();
        // 此处配置的是kafka的端口
        props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, BOOTSTRAP_SERVERS);
        props.put(ProducerConfig.INTERCEPTOR_CLASSES_CONFIG,"com.roy.kfk.basic.MyInterceptor");
        // 配置key的序列化类
        props.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        // 配置value的序列化类
        props.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG,"org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");

        Producer<String,String> producer = new KafkaProducer<>(props);
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
        for(int i = 0; i < 5; i++) {
            //Part2:构建消息
            ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>(TOPIC, Integer.toString(i), "MyProducer" + i);
            //Part3:发送消息
            //异步发送：消息发送后不阻塞，服务端有应答后会触发回调函数
            producer.send(record, new Callback() {
                @Override
                public void onCompletion(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
                    if(null != e){
                        System.out.println("消息发送失败,"+e.getMessage());
                        e.printStackTrace();
                    }else{
                        String topic = recordMetadata.topic();
                        long offset = recordMetadata.offset();
                        String message = recordMetadata.toString();
                        System.out.println("message:["+ message+"] sended with topic:"+topic+";offset:"+offset);
                    }
                    latch.countDown();
                }
            });
        }
        //消息处理完才停止发送者。
        latch.await();
        //消息处理完才停止发送者。
        producer.close();
    }
}

执行结果：

2.1.3 总结 

​ 从上述示例中，我们可以总结出，构建Producer分为三个步骤：

1. 设置Producer核心属性 ：Producer可选的属性都可以由ProducerConfig类管理。比如ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG属性，显然就是指发送者要将消息发到哪个Kafka集群上。这是每个Producer必选的属性。在ProducerConfig中，对于大部分比较重要的属性，都配置了对应的DOC属性进行描述。
2. 构建消息：Kafka的消息是一个Key-Value结构的消息。其中，key和value都可以是任意对象类型。其中，key主要是用来进行Partition分区的，业务上更关心的是value。
3. 使用Producer发送消息：通常用到的就是单向发送、同步发送和异步发送者三种发送方式。

2.2 如何消费消息

        接下来可以使用Kafka提供的Consumer类，快速消费消息。

2.2.1 消费消息

代码：

public class MyConsumerTest {
    private static final String BOOTSTRAP_SERVERS = "192.168.31.5:9092,192.168.31.176:9092,192.168.31.232:9092";
    private static final String TOPIC = "disTopic";

    public static void main(String[] args) {
        //PART1:设置发送者相关属性
        Properties props = new Properties();
        //kafka地址
        props.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, BOOTSTRAP_SERVERS);
        //每个消费者要指定一个group
        props.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
        //key序列化类
        props.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
        //value序列化类
        props.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
        Consumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
        consumer.subscribe(Arrays.asList(TOPIC));

        while (true) {
            //PART2:拉取消息
            // 100毫秒超时时间
            ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofNanos(100));
            //PART3:处理消息
            for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {
                System.out.println("partition = "+record.partition()+"offset = " + record.offset() + ";key = " + record.key() + "; value= " + record.value());
            }


            //提交offset，消息就不会重复推送。
            consumer.commitSync(); //同步提交，表示必须等到offset提交完毕，再去消费下一批数据。
//            consumer.commitAsync(); //异步提交，表示发送完提交offset请求后，就开始消费下一批数据了。不用等到Broker的确认。
        }
    }
}

2.2.2 总结

​ 整体来说，Consumer同样是分为三个步骤：

1. 设置Consumer核心属性 ：可选的属性都可以由ConsumerConfig类管理。在这个类中，同样对于大部分比较重要的属性，都配置了对应的DOC属性进行描述。同样BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG是必须设置的属性。
2. 拉取消息：Kafka采用Consumer主动拉取消息的Pull模式。consumer主动从Broker上拉取一批感兴趣的消息。
3. 处理消息，提交位点：消费者将消息拉取完成后，就可以交由业务自行处理对应的这一批消息了。只是消费者需要向Broker提交偏移量offset。如果不提交Offset，Broker会认为消费者端消息处理失败了，还会重复进行推送。

3. 客户端核心参数与客户端机制

3.1 消费者分组消费机制

3.2 生产者拦截器机制

3.3 消息序列化机制

3.4 消息分区路由机制

3.5 生产者消息缓存机制

3.6 发送应答机制

3.7 生产者消息幂等性

3.8 生产者消息事务

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