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消息中间件

kafka

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副本是以Topic中每个Partition的数据为单位,每个Partition的数据会同步到其他物理节点上,形成多个副本。

每个Partition的副本都包括一个Leader副本和多个Follower副本,Leader由所有的副本共同选举得出,其他副本则都为Follower副本。在生产者写或者消费者读的时候,都只会与Leader打交道,在写入数据后Follower就会来拉取数据进行数据同步。

Producer
  || topic
  \/

broker1 broker2 broker3

partition1 leader partition2 leader partition3 leader

partition3 follower partition1 follower partition2 follower

partition2 follower partition3 follower partition1 follower

  /\
  || topic
Consumer

采用一种ISR机制(In-Sync Replica)。每个Leader会动态维护一个ISR列表,该列表里存储的是和Leader基本同步的Follower。如果有Follower由于网络、GC等原因而没有向Leader发起拉取数据请求,此时Follower相对于Leader是不同步的,则会被踢出ISR列表。所以说,ISR列表中的Follower都是跟得上Leader的副本。

Kafka的Leader选举思路很简单,基于我们上述提到的ISR列表,当宕机后会从所有副本中顺序查找,如果查找到的副本在ISR列表中,则当选为Leader。另外还要保证前任Leader已经是退位状态了,否则会出现脑裂情况(有两个Leader)。怎么保证?Kafka通过设置了一个controller来保证只有一个Leader。

request.required.asks参数:Asks这个参数是生产者客户端的重要配置,发送消息的时候就可设置这个参数。该参数有三个值可配置:0、1、All。0表示发送后不管;1表示只要顺利发送给Leader即可;All或-1表示不仅Leader要接收到,LSR列表中的Follower也要同步到。

当三个节点中某个节点宕机后,集群首先会怎么做?没错,正如我们上面所说的,集群发现有Partition的Leader失效了,这个时候就要从ISR列表中重新选举Leader。如果ISR列表为空是不是就不可用了?并不会,而是从Partition存活的副本中选择一个作为Leader,不过这就有潜在的数据丢失的隐患了。

所以,只要将Topic副本个数设置为和Broker个数一样,Kafka的多副本冗余设计是可以保证高可用的,不会出现一宕机就不可用的情况(不过需要注意的是Kafka有一个保护策略,当一半以上的节点不可用时Kafka就会停止)。

问题点

  1. Kafka上是不是有副本个数为1的Topic?

问题出在了consumer_offset上,consumer_offset是一个Kafka自动创建的Topic,用来存储消费者消费的offset(偏移量)信息,默认Partition数为50。而就是这个Topic,它的默认副本数为1。如果所有的Partition都存在于同一台机器上,那就是很明显的单点故障了!当将存储__consumer_offset的Partition的Broker给Kill后,会发现所有的消费者都停止消费了。

  1. 上面的问题怎么解决?

第一点,需要将__consumer_offset删除,注意这个Topic时Kafka内置的Topic,无法用命令删除,我是通过将logs删了来实现删除。

第二点,需要通过设置offsets.topic.replication.factor为3来将__consumer_offset的副本数改为3。

通过将__consumer_offset也做副本冗余后来解决某个节点宕机后消费者的消费问题。

  1. 为什么__consumer_offset的Partition会出现只存储在一个Broker上而不是分布在各个Broker上?

__consumer_offsets 的副本数量默认不是1。这topic是在首个consumer消费后创建的,不是集群启动创建,默认是三副本,但是不会超过此时集群內的broker数量。问题出在只启动了一个broker就开始消费数据了。

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