kafka消息的可靠性

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作者：田宏增

Kafka的高可靠性的保障来源于其健壮的副本（replication）策略。通过调节其副本相关参数，可以使得Kafka在性能和可靠性之间运转的游刃有余。Kafka从0.8.x版本开始提供partition级别的复制,replication的数量可以在$KAFKA_HOME/config/server.properties中配置。

Kafka中消息是以topic进行分类的，生产者通过topic向Kafka broker发送消息，消费者通过topic读取数据。然而topic在物理层面又能以partition为分组，一个topic可以分成若干个partition。Kafka中的消息以顺序的方式存储在文件中。

Kafka中的topic的partition有N个副本（replicas）。N个replicas中，其中一个replica为leader，其他都为follower, leader处理partition的所有读写请求，follower定期地去复制leader上的数据。

如果leader发生故障或挂掉，一个新leader被选举并被接受客户端的消息成功写入。Kafka确保从同步副本列表中选举一个副本为leader，或者说follower追赶leader数据。

Kafka的ack机制。

当producer向leader发送数据时，可以通过request.required.acks参数来设置数据可靠性的级别：

   1（默认）：这意味着producer在ISR中的leader已成功收到的数据并得到确认后发送下一条message。如果leader宕机了，则会丢失数据。

   0：这意味着producer无需等待来自broker的确认而继续发送下一批消息。这种情况下数据传输效率最高，但是数据可靠性确是最低的。

   -1：producer需要等待ISR中的所有follower都确认接收到数据后才算一次发送完成，可靠性最高。但是这样也不能保证数据不丢失，比如当ISR中只有leader时，这样就变成了acks=1的情况。

   Kafka中的消息以一下方式存储到文件中。

HW是HighWatermark的缩写，俗称高水位，取一个partition对应的ISR中最小的LEO作为HW，consumer最多只能消费到HW所在的位置。另外每个replica都有HW,leader和follower各自负责更新自己的HW的状态。对于leader新写入的消息，consumer不能立刻消费，leader会等待该消息被所有ISR中的replicas同步后更新HW，此时消息才能被consumer消费。这样就保证了如果leader所在的broker失效，该消息仍然可以从新选举的leader中获取。对于来自内部broKer的读取请求，没有HW的限制。

LEO：LogEndOffset的缩写，表示每个partition的log最后一条Message的位置。

当leader挂了之后，现在B成为了leader，A重新恢复之后需要进行消息的同步，如果使用追加的方式那么就会有冗余消息，所以A将自己的消息截取到HW的位置在进行同步。

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