在Spring Boot微服务集成kafka-clients操作Kafka集群

港控/mmm° 2024-04-23 02:25 87阅读 0赞

**记录**：463

**场景**：在Spring Boot微服务集成kafka-clients-3.0.0操作Kafka集群。使用kafka-clients的原生KafkaProducer操作Kafka集群生产者Producer。使用kafka-clients的原生KafkaConsumer操作Kafka集群的消费者Consumer。

**版本**：JDK 1.8,Spring Boot 2.6.3,kafka\_2.12-2.8.0,kafka-clients-3.0.0。

**Kafka集群安装**：https://blog.csdn.net/zhangbeizhen18/article/details/131156084

**1.基础概念**

**Event**：An event records the fact that "something happened" in the world or in your business. It is also called record or message in the documentation.

**Broker**：一个Kafka节点就是一个broker；多个Broker可以组成一个Kafka集群。

**Topic**：Kafka根据Topic对消息进行归类，发布到Kafka的每条消息都需要指定一个Topic。

**Producer**：消息生产者，向Broker发送消息的客户端。

**Consumer**：消息消费者，从Broker读取消息的客户端。

**ConsumerGroup**：每个Consumer属于一个特定的ConsumerGroup，一条消息可以被多个不同的ConsumerGroup消费；但是一个ConsumerGroup中只能有一个Consumer能够消费该消息。

**Partition**：一个topic可以分为多个partition，每个partition内部消息是有序的。

**publish**：发布，使用Producer向Kafka写入数据。

**subscribe**：订阅，使用Consumer从Kafka读取数据。

**2.微服务中****配置Kafka信息**

**(1)在pom.xml添加依赖**

pom.xml文件：

<dependency>
      <groupId>org.apache.kafka</groupId>
      <artifactId>kafka-clients</artifactId>
      <version>3.0.0</version>
    </dependency>

解析：使用原生的kafka-clients，版本：3.0.0。操作kafka的生产者、消费、Topic。

**3.配置Kafka生产者和消费者**

使用原生的kafka-clients，需配置KafkaProducer和KafkaConsumer，把Kafka集群的配置信息注入到这两个对象，便可以操作了生产者和消费者。

配置细节在官网的configuration：**https://kafka.apache.org/documentation/**

**3.1配置KafkaProducer生产者**

(1)示例代码

@Configuration
    public class KafkaClusterConfig {
      @Bean
      public KafkaProducer kafkaProducer() {
          Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
          //kafka集群
          Collection<String> cluster = Lists.newArrayList("192.168.19.161:29092",
                  "192.168.19.162:29092",
                  "192.168.19.163:29092");
          configs.put("bootstrap.servers", cluster);
          //客户端发送服务端失败的重试次数
          configs.put("retries", 2);
          //多个记录被发送到同一个分区时,生产者将尝试将记录一起批处理成更少的请求.
          //此设置有助于提高客户端和服务器的性能,配置控制默认批量大小(以字节为单位)
          configs.put("batch.size", 16384);
          //生产者可用于缓冲等待发送到服务器的记录的总内存字节数(以字节为单位)
          configs.put("buffer-memory", 33554432);
          //生产者producer要求leader节点在考虑完成请求之前收到的确认数,用于控制发送记录在服务端的持久化
          //acks=0,设置为0,则生产者producer将不会等待来自服务器的任何确认.该记录将立即添加到套接字(socket)缓冲区并视为已发送.在这种情况下,无法保证服务器已收到记录,并且重试配置(retries)将不会生效(因为客户端通常不会知道任何故障),每条记录返回的偏移量始终设置为-1.
          //acks=1,设置为1,leader节点会把记录写入本地日志,不需要等待所有follower节点完全确认就会立即应答producer.在这种情况下,在follower节点复制前,leader节点确认记录后立即失败的话,记录将会丢失.
          //acks=all,acks=-1,leader节点将等待所有同步复制副本完成再确认记录,这保证了只要至少有一个同步复制副本存活,记录就不会丢失.
          configs.put("acks", "-1");
          //指定key使用的序列化类
          Serializer keySerializer = new StringSerializer();
          //指定value使用的序列化类
          Serializer valueSerializer = new StringSerializer();
          //创建Kafka生产者
          KafkaProducer kafkaProducer = new KafkaProducer(configs, keySerializer, valueSerializer);
          return kafkaProducer;
      }
    }

(2)解析代码

把Kafka的配置信息注入到KafkaProducer，并创建KafkaProducer对象。

使用@Configuration和@Bean注解把KafkaProducer对象注入到Spring的IOC容器，在Spring环境就可以使用KafkaProducer了。

KafkaProducer的底层使用配置类是ProducerConfig，在配置时可以参考。

全称：org.apache.kafka.clients.producer.ProducerConfig。

**3.2配置****KafkaConsumer****消费者**

(1)示例代码

@Configuration
    public class KafkaClusterConfig {
      @Bean
      public KafkaConsumer kafkaConsumer() {
          Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
          //kafka集群
          Collection<String> cluster = Lists.newArrayList("192.168.19.161:29092",
                  "192.168.19.162:29092",
                  "192.168.19.163:29092");
          configs.put("bootstrap.servers", cluster);
          //开启consumer的偏移量(offset)自动提交到Kafka
          configs.put("enable.auto.commit", true);
          //consumer的偏移量(offset) 自动提交的时间间隔,单位毫秒
          configs.put("auto.commit.interval", 5000);
          //在Kafka中没有初始化偏移量或者当前偏移量不存在情况
          //earliest, 在偏移量无效的情况下, 自动重置为最早的偏移量
          //latest, 在偏移量无效的情况下, 自动重置为最新的偏移量
          //none, 在偏移量无效的情况下, 抛出异常.
          configs.put("auto.offset.reset", "latest");
          //请求阻塞的最大时间(毫秒)
          configs.put("fetch.max.wait", 500);
          //请求应答的最小字节数
          configs.put("fetch.min.size", 1);
          //心跳间隔时间(毫秒)
          configs.put("heartbeat-interval", 3000);
          //一次调用poll返回的最大记录条数
          configs.put("max.poll.records", 500);
          //指定消费组
          configs.put("group.id", "hub-topic-city-info-02-group");
          //指定key使用的反序列化类
          Deserializer keyDeserializer = new StringDeserializer();
          //指定value使用的反序列化类
          Deserializer valueDeserializer = new StringDeserializer();
          //创建Kafka消费者
          KafkaConsumer kafkaConsumer = new KafkaConsumer(configs, keyDeserializer, valueDeserializer);
          return kafkaConsumer;
      }
    }

(2)解析代码

把Kafka的配置信息注入到KafkaConsumer，并创建KafkaConsumer对象。

使用@Configuration和@Bean注解把KafkaConsumer对象注入到Spring的IOC容器，在Spring环境就可以使用KafkaConsumer了。

KafkaConsumer的底层使用配置类是ConsumerConfig，在配置时可以参考。

全称：org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig。

**4.使用原生KafkaProducer操作Kafka集群生产者Producer**

使用原生kafka-clients的KafkaProducer操作Kafka集群生产者Producer。

KafkaProducer全称：org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer。

(1)示例代码

@RestController
    @RequestMapping("/hub/example/cluster/producer")
    @Slf4j
    public class UseKafkaClusterProducerController {
      //注入Kafka生产者
      @Autowired
      private KafkaProducer kafkaProducer;
      //定义Kafka的Topic
      private final String topicName = "hub-topic-city-info-02";
      @GetMapping("/f01_1")
      public Object f01_1() {
          try {
              //1.获取业务数据
              Long cityId = 2023061801L;
              String cityName = "上海";
              String msgKey = cityId + ":" + cityName + ":" + System.currentTimeMillis();
              CityDTO cityDTO = CityDTO.buildDto(cityId, cityName, "上海是一个国际大都市");
              String msgData = JSONObject.toJSONString(cityDTO);
              log.info("KafkaProducer向Kafka集群的Topic: {},写入Key:",topicName);
              log.info(msgKey);
              log.info("KafkaProducer向Kafka集群的Topic: {},写入Data:",topicName);
              log.info(msgData);
              //2.使用KafkaProducer向Kafka集群写入数据
              ProducerRecord<String, String> producerRecord = new ProducerRecord<>(topicName, msgKey,msgData);
              kafkaProducer.send(producerRecord);
          } catch (Exception e) {
              log.info("Producer写入Topic异常.");
              e.printStackTrace();
          }
          return "写入成功";
      }
    }

(2)解析代码

创建ProducerRecord对象，指定Kafka的Topic名称、key值、需要写入的数data据，就能完成Producer向Kafka集群的Broker节点写入数据。ProducerRecord就是需要写入Kafka中的一条数据，

使用KafkaProducer 的send方法，传入ProducerRecord，就能完成Producer向Kafka的Broker节点写入数据。

**5.使用原生****KafkaConsumer****操作Kafka集群的消费者Consumer**

使用原生kafka-clients的KafkaConsumer操作Kafka集群生产者Consumer。

KafkaConsumer全称：org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer。

(1)示例代码

@Component
    @Slf4j
    public class UseKafkaClusterConsumer implements CommandLineRunner {
      //注入Kafka消费者
      @Autowired
      private KafkaConsumer kafkaConsumer;
      //定义Kafka的Topic
      private final String topicName = "hub-topic-city-info-02";
      @Override
      public void run(String... args) throws Exception {
          Thread thread = new Thread(new ThreadRunnable());
          thread.start();
      }
      //在线程中使用KafkaConsumer实时监听Kafka集群
      public class ThreadRunnable implements Runnable {
          @Override
          public void run() {
              log.info("启动线程监听Kafka集群的Topic: {}", topicName);
              ThreadUtil.sleep(500);
              Collection<String> topics = Lists.newArrayList(topicName);
              //1.使用KafkaConsumer在Kafka集群订阅Topic
              kafkaConsumer.subscribe(topics);
              while (true) {
                  //2.使用KafkaConsumer的poll按照指定周期轮询Kafka集群指定Topic的消息
                  ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll(Duration.ofMillis(1000));
                  //3.遍历从Kafka集群中读取数据集ConsumerRecords
                  for (ConsumerRecord consumerRecord : consumerRecords) {
                      //4.从ConsumerRecord中取出消费数据
                      String msgKey = (String) consumerRecord.key();
                      String msgData = (String) consumerRecord.value();
                      log.info("KafkaConsumer从Kafka集群中的Topic:{},消费的原始数据的Key:", topicName);
                      log.info(msgKey);
                      log.info("KafkaConsumer从Kafka集群中的Topic:{},消费的原始数据的Data:", topicName);
                      log.info(msgData);
                  }
              }
          }
      }
    }

(2)解析代码

使用 while (true)实时遍历KafkaConsumer消费者，实时监听Kafka集群消息。

使用KafkaConsumer的subscribe方法订阅需要监听的Kafka集群的Topic。

使用KafkaConsumer的poll方法轮询消费者获取消费消息ConsumerRecord。

从ConsumerRecord中获取具体消费的业务数据。

**6.测试**

(1)使用Postman测试，调用生产者写入数据

请求RUL：http://127.0.0.1:18210/hub-210-kafka/hub/example/cluster/producer/f01\_1

(2)消费者自动消费数据

(3)日志信息

KafkaProducer向Kafka集群的Topic: hub-topic-city-info-02,写入Key:
    2023061801:上海:1687075134616
    KafkaProducer向Kafka集群的Topic: hub-topic-city-info-02,写入Data:
    {"cityDescribe":"上海是一个国际大都市","cityId":2023061801,"cityName":"上海","updateTime":"2023-06-18 15:58:54"}
    KafkaConsumer从Kafka集群中的Topic:hub-topic-city-info-02,消费的原始数据的Key:
    2023061801:上海:1687075134616
    KafkaConsumer从Kafka集群中的Topic:hub-topic-city-info-02,消费的原始数据的Data:
    {"cityDescribe":"上海是一个国际大都市","cityId":2023061801,"cityName":"上海","updateTime":"2023-06-18 15:58:54"}

**7.辅助类**

@Data
    @Builder
    public class CityDTO {
      private Long cityId;
      private String cityName;
      private String cityDescribe;
      private String updateTime;
      public static CityDTO buildDto(Long cityId, String cityName,
                                     String cityDescribe) {
          return builder().cityId(cityId)
                  .cityName(cityName).cityDescribe(cityDescribe)
                  .updateTime(DateUtil.formatDateTime(new Date())).build();
      }
    }

以上，感谢。

2023年6月18日