一慨亲、Kafka在zookeeper中存儲結構圖
二庄撮、分析
2.1 topic注冊信息
/brokers/topics/[topic] :
存儲某個topic的partitions所有分配信息
[zk: localhost:2181(CONNECTED)1] get /brokers/topics/topic2
Schema:
{
? ? "version":"版本編號目前固定為數字1",
? ? "partitions": {
? ? ? ? "partitionId編號": [
? ? ? ? ? ? 同步副本組brokerId列表
? ? ? ? ],
? ? ? ? "partitionId編號": [
? ? ? ? ? ? 同步副本組brokerId列表
? ? ? ? ],
? ? ? ? .......
? ? }
}
Example:
{"version": 1,
"partitions": {
"2": [1, 2, 3],
"1": [0, 1, 2],
"0": [3, 0, 1],}}
2.2 partition狀態(tài)信息
/brokers/topics/[topic]/partitions/[0...N] ?其中[0..N]表示partition索引號
/brokers/topics/[topic]/partitions/[partitionId]/state
Schema:
{"controller_epoch": 表示kafka集群中的中央控制器選舉次數,"leader": 表示該partition選舉leader的brokerId,"version": 版本編號默認為1,"leader_epoch": 該partition leader選舉次數,"isr": [同步副本組brokerId列表]
}
Example:
{"controller_epoch":1,"leader":3,"version":1,"leader_epoch":0,"isr": [3,0,1]
}
2.3 Broker注冊信息
/brokers/ids/[0...N]? ? ? ? ? ? ? ? ?
每個broker的配置文件中都需要指定一個數字類型的id(全局不可重復),此節(jié)點為臨時znode(EPHEMERAL)
Schema:
{"jmx_port": jmx端口號,"timestamp": kafka broker初始啟動時的時間戳,"host": 主機名或ip地址,"version": 版本編號默認為1,"port": kafka broker的服務端端口號,由server.properties中參數port確定
}
Example:
{"jmx_port": -1,"timestamp":"1525741823119""version":1,"host":"hadoop1","port":9092}
2.4 Controller epoch
/controller_epoch -->? int (epoch) ??
此值為一個數字,kafka集群中第一個broker第一次啟動時為1，以后只要集群中center controller中央控制器所在broker變更或掛掉毫捣，就會重新選舉新的center controller蔽豺，每次center controller變更controller_epoch值就會 + 1;?
2.5 Controller注冊信息
/controller -> int (broker id of the controller) ?存儲center controller中央控制器所在kafka broker的信息
Schema:
{"version": 版本編號默認為1,"brokerid": kafka集群中broker唯一編號,"timestamp": kafka broker中央控制器變更時的時間戳
}
Example:
{"version":1,"brokerid":0,"timestamp":"1525741822769"}
2.6 補充Consumer and Consumer group
a.每個consumer客戶端被創(chuàng)建時,會向zookeeper注冊自己的信息;
b.此作用主要是為了"負載均衡".
c.同一個Consumer Group中的Consumers，Kafka將相應Topic中的每個消息只發(fā)送給其中一個Consumer砍濒。
d.Consumer Group中的每個Consumer讀取Topic的一個或多個Partitions废士，并且是唯一的Consumer叫潦；
e.一個Consumer group的多個consumer的所有線程依次有序地消費一個topic的所有partitions,如果Consumer group中所有consumer總線程大于partitions數量，則會出現空閑情況;
舉例說明：
kafka集群中創(chuàng)建一個topic為report-log ? 4 partitions 索引編號為0,1,2,3
假如有目前有三個消費者node：注意-->一個consumer中一個消費線程可以消費一個或多個partition.
如果每個consumer創(chuàng)建一個consumer thread線程,各個node消費情況如下官硝，node1消費索引編號為0,1分區(qū)矗蕊，node2費索引編號為2,node3費索引編號為3
如果每個consumer創(chuàng)建2個consumer thread線程，各個node消費情況如下(是從consumer node先后啟動狀態(tài)來確定的)氢架，node1消費索引編號為0,1分區(qū)傻咖；node2費索引編號為2,3；node3為空閑狀態(tài)
總結：
從以上可知岖研，Consumer Group中各個consumer是根據先后啟動的順序有序消費一個topic的所有partitions的卿操。
如果Consumer Group中所有consumer的總線程數大于partitions數量，則可能consumer thread或consumer會出現空閑狀態(tài)孙援。
2.7 Consumer均衡算法
當一個group中,有consumer加入或者離開時,會觸發(fā)partitions均衡.均衡的最終目的,是提升topic的并發(fā)消費能力.
1) 假如topic1,具有如下partitions: P0,P1,P2,P3
2) 加入group中,有如下consumer: C0,C1
3) 首先根據partition索引號對partitions排序: P0,P1,P2,P3
4) 根據(consumer.id + '-'+ thread序號)排序: C0,C1
5) 計算倍數: M = [P0,P1,P2,P3].size / [C0,C1].size,本例值M=2(向上取整)
6) 然后依次分配partitions: C0 = [P0,P1],C1=[P2,P3],即Ci = [P(i * M),P((i + 1) * M -1)]
2.8 Consumer注冊信息
每個consumer都有一個唯一的ID(consumerId可以通過配置文件指定,也可以由系統(tǒng)生成),此id用來標記消費者信息.
/consumers/[groupId]/ids/[consumerIdString]
是一個臨時的znode,此節(jié)點的值為請看consumerIdString產生規(guī)則,即表示此consumer目前所消費的topic + partitions列表.
consumerId產生規(guī)則：
StringconsumerUuid?= null;
if(config.consumerId!=null && config.consumerId)
consumerUuid = consumerId;
else {
String?uuid?= UUID.randomUUID()
consumerUuid = "%s-%d-%s".format(
InetAddress.getLocalHost.getHostName, System.currentTimeMillis,
uuid.getMostSignificantBits().toHexString.substring(0,8));
}
String?consumerIdString?= config.groupId + "_" + consumerUuid;
[zk: localhost:2181(CONNECTED)11]get/consumers/console-consumer-2304/ids/console-consumer-2304_hadoop2-1525747915241-6b48ff32
Schema:
{"version": 版本編號默認為1,"subscription": {//訂閱topic列表"topic名稱": consumer中topic消費者線程數
},"pattern":"static","timestamp":"consumer啟動時的時間戳"}
Example:
{"version":1,"subscription": {"topic2":1},"pattern":"white_list","timestamp":"1525747915336"}
2.9 Consumer owner
/consumers/[groupId]/owners/[topic]/[partitionId] ->?consumerIdString + threadId索引編號
a) 首先進行"Consumer Id注冊";
b) 然后在"Consumer id 注冊"節(jié)點下注冊一個watch用來監(jiān)聽當前group中其他consumer的"退出"和"加入";只要此znode path下節(jié)點列表變更,都會觸發(fā)此group下consumer的負載均衡.(比如一個consumer失效,那么其他consumer接管partitions).
c) 在"Broker id 注冊"節(jié)點下,注冊一個watch用來監(jiān)聽broker的存活情況;如果broker列表變更,將會觸發(fā)所有的groups下的consumer重新balance.
2.10 Consumer offset
/consumers/[groupId]/offsets/[topic]/[partitionId] -> long (offset)
用來跟蹤每個consumer目前所消費的partition中最大的offset
此znode為持久節(jié)點,可以看出offset跟group_id有關,以表明當消費者組(consumer group)中一個消費者失效,
重新觸發(fā)balance,其他consumer可以繼續(xù)消費.
2.11 Re-assign partitions
/admin/reassign_partitions
{
? "fields":[
? ? ? {
? ? ? ? "name":"version",
? ? ? ? "type":"int",
? ? ? ? "doc":"version id"? ? ? },
? ? ? {
? ? ? ? "name":"partitions",
? ? ? ? "type":{
? ? ? ? ? ? "type":"array",
? ? ? ? ? ? "items":{
? ? ? ? ? ? ? "fields":[
? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name":"topic",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "type":"string",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "doc":"topic of the partition to be reassigned"? ? ? ? ? ? ? ? ? },
? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name":"partition",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "type":"int",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "doc":"the partition to be reassigned"? ? ? ? ? ? ? ? ? },
? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name":"replicas",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "type":"array",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "items":"int",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "doc":"a list of replica ids"? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ],
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? "doc":"an array of partitions to be reassigned to new replicas"? ? ? ? }
? ? ? }
? ]
}
Example:
{
? "version":1,
? "partitions":
? ? [
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? "topic":"Foo",
? ? ? ? ? ? "partition":1,
? ? ? ? ? ? "replicas": [0,1,3]
? ? ? ? }
? ? ]? ? ? ? ? ?
}
2.12 Preferred replication election
/admin/preferred_replica_election
{
? "fields":[
? ? ? {
? ? ? ? "name":"version",
? ? ? ? "type":"int",
? ? ? ? "doc":"version id"? ? ? },
? ? ? {
? ? ? ? "name":"partitions",
? ? ? ? "type":{
? ? ? ? ? ? "type":"array",
? ? ? ? ? ? "items":{
? ? ? ? ? ? ? "fields":[
? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name":"topic",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "type":"string",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "doc":"topic of the partition for which preferred replica election should be triggered"? ? ? ? ? ? ? ? ? },
? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "name":"partition",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "type":"int",
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? "doc":"the partition for which preferred replica election should be triggered"? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ],
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? "doc":"an array of partitions for which preferred replica election should be triggered"? ? ? ? }
? ? ? }
? ]
}
例子:
{
? "version":1,
? "partitions":
? ? [
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? "topic":"Foo",
? ? ? ? ? ? "partition":1? ? ? ?
? ? ? ? },
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? "topic":"Bar",
? ? ? ? ? ? "partition":0? ? ? ?
? ? ? ? }
? ? ]? ? ? ? ? ?
}
2.13 刪除topics
/admin/delete_topics
Schema:
{ "fields":
? ? [ {"name":"version","type":"int","doc":"version id"},
? ? ? {"name":"topics",
? ? ? "type": {"type":"array","items":"string","doc":"an array of topics to be deleted"}
? ? ? } ]
}
例子:
{
? "version":1,
? "topics": ["foo","bar"]
}
2.14 Topic配置
/config/topics/[topic_name]
