如何使用kafka技术
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环境准备
1)在eclipse中创建一个java工程
2)在工程的根目录创建一个lib文件夹
3)解压kafka安装包,将安装包libs目录下的jar包拷贝到工程的lib目录下,并build path。
4)启动zk和kafka集群,在kafka集群中打开一个消费者
[root@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-console-consumer.sh --zookeeper hadoop102:2181 --topic first
Kafka生产者Java API
创建生产者(过时的API)
package com.root.kafka;import java.util.Properties;import kafka.javaapi.producer.Producer;import kafka.producer.KeyedMessage;import kafka.producer.ProducerConfig;public class OldProducer { @SuppressWarnings("deprecation") public static void main(String[] args) { Properties properties = new Properties(); properties.put("metadata.broker.list", "hadoop102:9092"); properties.put("request.required.acks", "1"); properties.put("serializer.class", "kafka.serializer.StringEncoder"); Producerproducer = new Producer (new ProducerConfig(properties)); KeyedMessage message = new KeyedMessage ("first", "hello world"); producer.send(message ); }}
4.2.2 创建生产者(新API**)
package com.root.kafka;import java.util.Properties;import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;import org.apache.kafka.clients.producer.Producer;import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;public class NewProducer { public static void main(String[] args) { Properties props = new Properties(); // Kafka服务端的主机名和端口号 props.put("bootstrap.servers", "hadoop103:9092"); // 等待所有副本节点的应答 props.put("acks", "all"); // 消息发送最大尝试次数 props.put("retries", 0); // 一批消息处理大小 props.put("batch.size", 16384); // 请求延时 props.put("linger.ms", 1); // 发送缓存区内存大小 props.put("buffer.memory", 33554432); // key序列化 props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); // value序列化 props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); Producerproducer = new KafkaProducer<>(props); for (int i = 0; i < 50; i++) { producer.send(new ProducerRecord ("first", Integer.toString(i), "hello world-" + i)); } producer.close(); }}
创建生产者带回调函数(新API)
package com.root.kafka;import java.util.Properties;import org.apache.kafka.clients.producer.Callback;import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;public class CallBackProducer { public static void main(String[] args) {Properties props = new Properties(); // Kafka服务端的主机名和端口号 props.put("bootstrap.servers", "hadoop103:9092"); // 等待所有副本节点的应答 props.put("acks", "all"); // 消息发送最大尝试次数 props.put("retries", 0); // 一批消息处理大小 props.put("batch.size", 16384); // 增加服务端请求延时 props.put("linger.ms", 1);// 发送缓存区内存大小 props.put("buffer.memory", 33554432); // key序列化 props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); // value序列化 props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); KafkaProducerkafkaProducer = new KafkaProducer<>(props); for (int i = 0; i < 50; i++) { kafkaProducer.send(new ProducerRecord ("first", "hello" + i), new Callback() { @Override public void onCompletion(RecordMetadata metadata, Exception exception) { if (metadata != null) { System.err.println(metadata.partition() + "---" + metadata.offset()); } } }); } kafkaProducer.close(); }}
4.2.4 自定义分区生产者
0)需求:将所有数据存储到topic的第0号分区上
1)定义一个类实现Partitioner接口,重写里面的方法(过时API)
package com.root.kafka;import java.util.Map;import kafka.producer.Partitioner;public class CustomPartitioner implements Partitioner { public CustomPartitioner() { super(); } @Override public int partition(Object key, int numPartitions) { // 控制分区 return 0; }}
2)自定义分区(新API)
package com.root.kafka;import java.util.Map;import org.apache.kafka.clients.producer.Partitioner;import org.apache.kafka.common.Cluster;public class CustomPartitioner implements Partitioner { @Override public void configure(Mapconfigs) { } @Override public int partition(String topic, Object key, byte[] keyBytes, Object value, byte[] valueBytes, Cluster cluster) { // 控制分区 return 0; } @Override public void close() { }}
3)在代码中调用
package com.root.kafka;import java.util.Properties;import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;import org.apache.kafka.clients.producer.Producer;import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;public class PartitionerProducer { public static void main(String[] args) { Properties props = new Properties(); // Kafka服务端的主机名和端口号 props.put("bootstrap.servers", "hadoop103:9092"); // 等待所有副本节点的应答 props.put("acks", "all"); // 消息发送最大尝试次数 props.put("retries", 0); // 一批消息处理大小 props.put("batch.size", 16384); // 增加服务端请求延时 props.put("linger.ms", 1); // 发送缓存区内存大小 props.put("buffer.memory", 33554432); // key序列化 props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); // value序列化 props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); // 自定义分区 props.put("partitioner.class", "com.root.kafka.CustomPartitioner"); Producerproducer = new KafkaProducer<>(props); producer.send(new ProducerRecord ("first", "1", "root")); producer.close(); }}
4)测试
(1)在hadoop102上监控/opt/module/kafka/logs/目录下first主题3个分区的log日志动态变化情况
[root@hadoop102 first-0]$ tail -f 00000000000000000000.log[root@hadoop102 first-1]$ tail -f 00000000000000000000.log[root@hadoop102 first-2]$ tail -f 00000000000000000000.log
(2)发现数据都存储到指定的分区了。
Kafka消费者Java API
0)在控制台创建发送者
[root@hadoop104 kafka]$ bin/kafka-console-producer.sh --broker-list hadoop102:9092 --topic first
>hello world
1)创建消费者(过时API)
package com.root.kafka.consume;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;import java.util.Properties;import kafka.consumer.Consumer;import kafka.consumer.ConsumerConfig;import kafka.consumer.ConsumerIterator;import kafka.consumer.KafkaStream;import kafka.javaapi.consumer.ConsumerConnector;public class CustomConsumer { @SuppressWarnings("deprecation") public static void main(String[] args) { Properties properties = new Properties(); properties.put("zookeeper.connect", "hadoop102:2181"); properties.put("group.id", "g1"); properties.put("zookeeper.session.timeout.ms", "500"); properties.put("zookeeper.sync.time.ms", "250"); properties.put("auto.commit.interval.ms", "1000"); // 创建消费者连接器 ConsumerConnector consumer = Consumer.createJavaConsumerConnector(new ConsumerConfig(properties)); HashMaptopicCount = new HashMap<>(); topicCount.put("first", 1); Map >> consumerMap = consumer.createMessageStreams(topicCount); KafkaStream stream = consumerMap.get("first").get(0); ConsumerIterator it = stream.iterator(); while (it.hasNext()) { System.out.println(new String(it.next().message())); } }}
2)官方提供案例(自动维护消费情况)(新API)
package com.root.kafka.consume; import java.util.Arrays; import java.util.Properties; import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord; import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords; import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer; public class CustomNewConsumer { public static void main(String[] args) { Properties props = new Properties(); // 定义kakfa 服务的地址,不需要将所有broker指定上 props.put("bootstrap.servers", "hadoop102:9092"); // 制定consumer group props.put("group.id", "test"); // 是否自动确认offset props.put("enable.auto.commit", "true"); // 自动确认offset的时间间隔 props.put("auto.commit.interval.ms", "1000"); // key的序列化类 props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer"); // value的序列化类 props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer"); // 定义consumer KafkaConsumerconsumer = new KafkaConsumer<>(props); // 消费者订阅的topic, 可同时订阅多个 consumer.subscribe(Arrays.asList("first", "second","third")); while (true) { // 读取数据,读取超时时间为100ms ConsumerRecords records = consumer.poll(100); for (ConsumerRecord record : records) System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s%n", record.offset(), record.key(), record.value()); } } }`
Kafka producer拦截器(interceptor)
拦截器原理
Producer拦截器(interceptor)是在Kafka 0.10版本被引入的,主要用于实现clients端的定制化控制逻辑。
对于producer而言,interceptor使得用户在消息发送前以及producer回调逻辑前有机会对消息做一些定制化需求,比如修改消息等。同时,producer允许用户指定多个interceptor按序作用于同一条消息从而形成一个拦截链(interceptor chain)。Intercetpor的实现接口是org.apache.kafka.clients.producer.ProducerInterceptor,其定义的方法包括:
(1)configure(configs)
获取配置信息和初始化数据时调用。
(2)onSend(ProducerRecord):
该方法封装进KafkaProducer.send方法中,即它运行在用户主线程中。Producer确保在消息被序列化以及计算分区前调用该方法。用户可以在该方法中对消息做任何操作,但最好保证不要修改消息所属的topic和分区,否则会影响目标分区的计算
(3)onAcknowledgement(RecordMetadata, Exception):
该方法会在消息被应答或消息发送失败时调用,并且通常都是在producer回调逻辑触发之前。onAcknowledgement运行在producer的IO线程中,因此不要在该方法中放入很重的逻辑,否则会拖慢producer的消息发送效率
(4)close:
关闭interceptor,主要用于执行一些资源清理工作
如前所述,interceptor可能被运行在多个线程中,因此在具体实现时用户需要自行确保线程安全。另外倘若指定了多个interceptor,则producer将按照指定顺序调用它们,并仅仅是捕获每个interceptor可能抛出的异常记录到错误日志中而非在向上传递。这在使用过程中要特别留意。
拦截器案例
1)需求:
实现一个简单的双interceptor组成的拦截链。第一个interceptor会在消息发送前将时间戳信息加到消息value的最前部;第二个interceptor会在消息发送后更新成功发送消息数或失败发送消息数。
2)案例实操
(1)增加时间戳拦截器
package com.root.kafka.interceptor; import java.util.Map; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerInterceptor; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord; import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata; public class TimeInterceptor implements ProducerInterceptor{ @Override public void configure(Map configs) { } @Override public ProducerRecord onSend(ProducerRecord record) { // 创建一个新的record,把时间戳写入消息体的最前部 return new ProducerRecord(record.topic(), record.partition(), record.timestamp(), record.key(), System.currentTimeMillis() + ",">(2)统计发送消息成功和发送失败消息数,并在producer关闭时打印这两个计数器package com.root.kafka.interceptor; import java.util.Map; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerInterceptor; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord; import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata; public class CounterInterceptor implements ProducerInterceptor { private int errorCounter = 0; private int successCounter = 0; @Override public void configure(Map configs) { } @Override public ProducerRecord onSend(ProducerRecord record) { return record; } @Override public void onAcknowledgement(RecordMetadata metadata, Exception exception) { // 统计成功和失败的次数 if (exception == null) { successCounter++; } else { errorCounter++; } } @Override public void close() { // 保存结果 System.out.println("Successful sent: " + successCounter); System.out.println("Failed sent: " + errorCounter); } } (3)producer主程序package com.root.kafka.interceptor; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Properties; import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer; import org.apache.kafka.clients.producer.Producer; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerConfig; import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord; public class InterceptorProducer { public static void main(String[] args) throws Exception { // 1 设置配置信息 Properties props = new Properties(); props.put("bootstrap.servers", "hadoop102:9092"); props.put("acks", "all"); props.put("retries", 0); props.put("batch.size", 16384); props.put("linger.ms", 1); props.put("buffer.memory", 33554432); props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer"); // 2 构建拦截链 List interceptors = new ArrayList<>(); interceptors.add("com.root.kafka.interceptor.TimeInterceptor"); interceptors.add("com.root.kafka.interceptor.CounterInterceptor"); props.put(ProducerConfig.INTERCEPTOR_CLASSES_CONFIG, interceptors); String topic = "first"; Producer producer = new KafkaProducer<>(props); // 3 发送消息 for (int i = 0; i < 10; i++) { ProducerRecord record = new ProducerRecord<>(topic, "message" + i); producer.send(record); } // 4 一定要关闭producer,这样才会调用interceptor的close方法 producer.close(); } } 3)测试(1)在kafka上启动消费者,然后运行客户端java程序。[root@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-console-consumer.sh --zookeeper hadoop102:2181 --from-beginning --topic first 1501904047034,message0 1501904047225,message1 1501904047230,message2 1501904047234,message3 1501904047236,message4 1501904047240,message5 1501904047243,message6 1501904047246,message7 1501904047249,message8 1501904047252,message9 (2)观察java平台控制台输出数据如下:Successful sent: 10 Failed sent: 0 kafka Streams 概述 Kafka StreamsKafka Streams。Apache Kafka开源项目的一个组成部分。是一个功能强大,易于使用的库。用于在Kafka上构建高可分布式、拓展性,容错的应用程序。 Kafka Streams特点1)功能强大高扩展性,弹性,容错2)轻量级无需专门的集群一个库,而不是框架3)完全集成100%的Kafka 0.10.0版本兼容易于集成到现有的应用程序4)实时性毫秒级延迟并非微批处理窗口允许乱序数据允许迟到数据 为什么要有Kafka Stream当前已经有非常多的流式处理系统,最知名且应用最多的开源流式处理系统有Spark Streaming和Apache Storm。Apache Storm发展多年,应用广泛,提供记录级别的处理能力,当前也支持SQL on Stream。而Spark Streaming基于Apache Spark,可以非常方便与图计算,SQL处理等集成,功能强大,对于熟悉其它Spark应用开发的用户而言使用门槛低。另外,目前主流的Hadoop发行版,如Cloudera和Hortonworks,都集成了Apache Storm和Apache Spark,使得部署更容易。既然Apache Spark与Apache Storm拥有如此多的优势,那为何还需要Kafka Stream呢?主要有如下原因。第一,Spark和Storm都是流式处理框架,而Kafka Stream提供的是一个基于Kafka的流式处理类库。框架要求开发者按照特定的方式去开发逻辑部分,供框架调用。开发者很难了解框架的具体运行方式,从而使得调试成本高,并且使用受限。而Kafka Stream作为流式处理类库,直接提供具体的类给开发者调用,整个应用的运行方式主要由开发者控制,方便使用和调试。 第二,虽然Cloudera与Hortonworks方便了Storm和Spark的部署,但是这些框架的部署仍然相对复杂。而Kafka Stream作为类库,可以非常方便的嵌入应用程序中,它对应用的打包和部署基本没有任何要求。第三,就流式处理系统而言,基本都支持Kafka作为数据源。例如Storm具有专门的kafka-spout,而Spark也提供专门的spark-streaming-kafka模块。事实上,Kafka基本上是主流的流式处理系统的标准数据源。换言之,大部分流式系统中都已部署了Kafka,此时使用Kafka Stream的成本非常低。第四,使用Storm或Spark Streaming时,需要为框架本身的进程预留资源,如Storm的supervisor和Spark on YARN的node manager。即使对于应用实例而言,框架本身也会占用部分资源,如Spark Streaming需要为shuffle和storage预留内存。但是Kafka作为类库不占用系统资源。第五,由于Kafka本身提供数据持久化,因此Kafka Stream提供滚动部署和滚动升级以及重新计算的能力。第六,由于Kafka Consumer Rebalance机制,Kafka Stream可以在线动态调整并行度。 Kafka Stream数据清洗案例0)需求:实时处理单词带有”>>>”前缀的内容。例如输入”root>>>ximenqing”,最终处理成“ximenqing”1)需求分析: 2)案例实操(1)创建一个工程,并添加jar包(2)创建主类package com.root.kafka.stream; import java.util.Properties; import org.apache.kafka.streams.KafkaStreams; import org.apache.kafka.streams.StreamsConfig; import org.apache.kafka.streams.processor.Processor; import org.apache.kafka.streams.processor.ProcessorSupplier; import org.apache.kafka.streams.processor.TopologyBuilder; public class Application { public static void main(String[] args) { // 定义输入的topic String from = "first"; // 定义输出的topic String to = "second"; // 设置参数 Properties settings = new Properties(); settings.put(StreamsConfig.APPLICATION_ID_CONFIG, "logFilter"); settings.put(StreamsConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092"); StreamsConfig config = new StreamsConfig(settings); // 构建拓扑 TopologyBuilder builder = new TopologyBuilder(); builder.addSource("SOURCE", from) .addProcessor("PROCESS", new ProcessorSupplier () { @Override public Processor get() { // 具体分析处理 return new LogProcessor(); } }, "SOURCE") .addSink("SINK", to, "PROCESS"); // 创建kafka stream KafkaStreams streams = new KafkaStreams(builder, config); streams.start(); } } (3)具体业务处理package com.root.kafka.stream;import org.apache.kafka.streams.processor.Processor;import org.apache.kafka.streams.processor.ProcessorContext;public class LogProcessor implements Processor { private ProcessorContext context; @Override public void init(ProcessorContext context) { this.context = context; } @Override public void process(byte[] key, byte[] value) { String input = new String(value); // 如果包含“>>>”则只保留该标记后面的内容 if (input.contains(">>>")) { input = input.split(">>>")[1].trim(); // 输出到下一个topic context.forward("logProcessor".getBytes(), input.getBytes()); }else{ context.forward("logProcessor".getBytes(), input.getBytes()); } } @Override public void punctuate(long timestamp) { } @Override public void close() { }} (4)运行程序(5)在hadoop104上启动生产者[root@hadoop104 kafka]$ bin/kafka-console-producer.sh --broker-list hadoop102:9092 --topic first>hello>>>world>h>>>root>hahaha (6)在hadoop103上启动消费者[root@hadoop103 kafka]$ bin/kafka-console-consumer.sh --zookeeper hadoop102:2181 --from-beginning --topic secondworldroothahaha
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