KafkaKraft模式教程（一）

　　说明
　　Kafka版本：3。3。1
　　Kraft模式！准备三台服务器
　　我是通过vagrant搭配virtualbox创建的虚拟机。vagrant的Vagrantfile文件内容如下：Vagrant。configure（2）doconfig（1。。3）。eachdoiconfig。vm。definekraft｛i｝donode设置虚拟机的Box。指定本地的box文件node。vm。boxboxomaticcentosstream9设置虚拟机的主机名node。vm。hostnamekraft｛i｝设置虚拟机的IPnode。vm。networkprivatenetwork，ip：192。168。10。1｛i｝VirtualBox相关配置node。vm。providervirtualboxdov设置虚拟机的名称v。namekraft｛i｝设置虚拟机的内存大小v。memory2048设置虚拟机的CPU个数v。cpus1endendendend
　　然后执行vagrantup执行创建虚拟机。创建完成的虚拟机IP和HOSTNAME如下：
　　IP
　　主机名
　　192。168。10。11
　　kraft1
　　192。168。10。12
　　kraft2
　　192。168。10。13
　　kraft3Host配置
　　修改etchosts，配置hosts，保证服务器之间能够通过hostname通信。192。168。10。11kraft1192。168。10。12kraft2192。168。10。13kraft3JDK安装
　　kafka的运行依赖JDK（要求JDK8），三个服务器都安装JDK〔vagrantkraft1〕sudoyuminstalljava17openjdky〔vagrantkraft2〕sudoyuminstalljava17openjdky〔vagrantkraft3〕sudoyuminstalljava17openjdky下载kafka
　　kafka3。3。1下载地址下载完毕后，上传到三台服务器上，然后解压。配置修改
　　修改kafka目录下的configkraftserver。properties文件。三个服务器都需要修改。特别注意：每个服务器（broker）上的配置里的node。id必须是数字，并且不能重复。LicensedtotheApacheSoftwareFoundation（ASF）underoneormorecontributorlicenseagreements。SeetheNOTICEfiledistributedwiththisworkforadditionalinformationregardingcopyrightownership。TheASFlicensesthisfiletoYouundertheApacheLicense，Version2。0（theLicense）；youmaynotusethisfileexceptincompliancewiththeLicense。YoumayobtainacopyoftheLicenseathttp：www。apache。orglicensesLICENSE2。0Unlessrequiredbyapplicablelaworagreedtoinwriting，softwaredistributedundertheLicenseisdistributedonanASISBASIS，WITHOUTWARRANTIESORCONDITIONSOFANYKIND，eitherexpressorimplied。SeetheLicenseforthespecificlanguagegoverningpermissionsandlimitationsundertheLicense。ThisconfigurationfileisintendedforuseinKRaftmode，whereApacheZooKeeperisnotpresent。SeeconfigkraftREADME。mdfordetails。ServerBasicsTheroleofthisserver。SettingthisputsusinKRaftmodeprocess。rolesbroker，controllerThenodeidassociatedwiththisinstancesrolesnode。id1Theconnectstringforthecontrollerquorumcontroller。quorum。voters1kraft1：9093，2kraft2：9093，3kraft3：9093SocketServerSettingsTheaddressthesocketserverlistenson。Combinednodes（i。e。thosewithprocess。rolesbroker，controller）mustlistthecontrollerlistenerhereataminimum。Ifthebrokerlistenerisnotdefined，thedefaultlistenerwilluseahostnamethatisequaltothevalueofjava。net。InetAddress。getCanonicalHostName（），withPLAINTEXTlistenername，andport9092。FORMAT：listenerslistenername：hostname：portEXAMPLE：listenersPLAINTEXT：your。host。name：9092listenersPLAINTEXT：：9092，CONTROLLER：：9093Nameoflistenerusedforcommunicationbetweenbrokers。inter。broker。listener。namePLAINTEXTListenername，hostnameandportthebrokerwilladvertisetoclients。Ifnotset，itusesthevalueforlisteners。advertised。listenersPLAINTEXT：：9092Acommaseparatedlistofthenamesofthelistenersusedbythecontroller。Ifnoexplicitmappingsetinlistener。security。protocol。map，defaultwillbeusingPLAINTEXTprotocolThisisrequiredifrunninginKRaftmode。controller。listener。namesCONTROLLERMapslistenernamestosecurityprotocols，thedefaultisforthemtobethesame。Seetheconfigdocumentationformoredetailslistener。security。protocol。mapCONTROLLER：PLAINTEXT，PLAINTEXT：PLAINTEXT，SSL：SSL，SASLPLAINTEXT：SASLPLAINTEXT，SASLSSL：SASLSSLThenumberofthreadsthattheserverusesforreceivingrequestsfromthenetworkandsendingresponsestothenetworknum。network。threads3Thenumberofthreadsthattheserverusesforprocessingrequests，whichmayincludediskIOnum。io。threads8Thesendbuffer（SOSNDBUF）usedbythesocketserversocket。send。buffer。bytes102400Thereceivebuffer（SORCVBUF）usedbythesocketserversocket。receive。buffer。bytes102400Themaximumsizeofarequestthatthesocketserverwillaccept（protectionagainstOOM）socket。request。max。bytes104857600LogBasicsAcommaseparatedlistofdirectoriesunderwhichtostorelogfileslog。dirshomevagrantkraftcombinedlogsThedefaultnumberoflogpartitionspertopic。Morepartitionsallowgreaterparallelismforconsumption，butthiswillalsoresultinmorefilesacrossthebrokers。num。partitions1Thenumberofthreadsperdatadirectorytobeusedforlogrecoveryatstartupandflushingatshutdown。ThisvalueisrecommendedtobeincreasedforinstallationswithdatadirslocatedinRAIDarray。num。recovery。threads。per。data。dir1InternalTopicSettingsThereplicationfactorforthegroupmetadatainternaltopicsconsumeroffsetsandtransactionstateForanythingotherthandevelopmenttesting，avaluegreaterthan1isrecommendedtoensureavailabilitysuchas3。offsets。topic。replication。factor1transaction。state。log。replication。factor1transaction。state。log。min。isr1LogFlushPolicyMessagesareimmediatelywrittentothefilesystembutbydefaultweonlyfsync（）tosynctheOScachelazily。Thefollowingconfigurationscontroltheflushofdatatodisk。Thereareafewimportanttradeoffshere：1。Durability：Unflusheddatamaybelostifyouarenotusingreplication。2。Latency：Verylargeflushintervalsmayleadtolatencyspikeswhentheflushdoesoccurastherewillbealotofdatatoflush。3。Throughput：Theflushisgenerallythemostexpensiveoperation，andasmallflushintervalmayleadtoexcessiveseeks。ThesettingsbelowallowonetoconfiguretheflushpolicytoflushdataafteraperiodoftimeoreveryNmessages（orboth）。Thiscanbedonegloballyandoverriddenonapertopicbasis。Thenumberofmessagestoacceptbeforeforcingaflushofdatatodisklog。flush。interval。messages10000Themaximumamountoftimeamessagecansitinalogbeforeweforceaflushlog。flush。interval。ms1000LogRetentionPolicyThefollowingconfigurationscontrolthedisposaloflogsegments。Thepolicycanbesettodeletesegmentsafteraperiodoftime，orafteragivensizehasaccumulated。Asegmentwillbedeletedwhenevereitherofthesecriteriaaremet。Deletionalwayshappensfromtheendofthelog。Theminimumageofalogfiletobeeligiblefordeletionduetoagelog。retention。hours168Asizebasedretentionpolicyforlogs。Segmentsareprunedfromthelogunlesstheremainingsegmentsdropbelowlog。retention。bytes。Functionsindependentlyoflog。retention。hours。log。retention。bytes1073741824Themaximumsizeofalogsegmentfile。Whenthissizeisreachedanewlogsegmentwillbecreated。log。segment。bytes1073741824Theintervalatwhichlogsegmentsarecheckedtoseeiftheycanbedeletedaccordingtotheretentionpolicieslog。retention。check。interval。ms300000
　　三个broker的配置基本都和上面的配置一样，不同的地方就是node。id。
　　kraft1node。id1
　　kraft2node。id2
　　kraft3node。id3
　　另外还有两处需要修改。controller。quorum。voters1kraft1：9093，2kraft2：9093，3kraft3：9093【以逗号分隔的｛id｝｛host｝：｛port｝投票者列表。例如：1localhost：9092，2localhost：9093，3localhost：9094】log。dirshomevagrantkraftcombinedlogs【日志路径，默认是temp下的文件下，生产环境不要使用，因为linux会清理tmp目录下的文件，会造成数据丢失】生成集群ID
　　随便找一个服务器，进入kafka目录，使用kafkastorage。sh生成一个uuid，一个集群只能有一个uuid！！！〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕KAFKACLUSTERID（binkafkastorage。shrandomuuid）〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕echoKAFKACLUSTERIDt6vWCV2iRneJB62NXxO19g
　　这个ID就可以作为集群的ID格式化存储目录
　　三个机器上都需要执行kraft1服务器〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkastorage。shformattt6vWCV2iRneJB62NXxO19gcconfigkraftserver。propertiesFormattinghomevagrantkraftcombinedlogswithmetadata。version3。3IV3。kraft2服务器〔vagrantkraft2kafka2。133。3。1〕binkafkastorage。shformattt6vWCV2iRneJB62NXxO19gcconfigkraftserver。propertiesFormattinghomevagrantkraftcombinedlogswithmetadata。version3。3IV3。kraft3服务器〔vagrantkraft3kafka2。133。3。1〕binkafkastorage。shformattt6vWCV2iRneJB62NXxO19gcconfigkraftserver。propertiesFormattinghomevagrantkraftcombinedlogswithmetadata。version3。3IV3。启动服务器
　　三个机器都需要执行kraft1服务器〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkaserverstart。shdaemonconfigkraftserver。propertieskraft2服务器〔vagrantkraft2kafka2。133。3。1〕binkafkaserverstart。shdaemonconfigkraftserver。propertieskraft3服务器〔vagrantkraft3kafka2。133。3。1〕binkafkaserverstart。shdaemonconfigkraftserver。properties查看元数据（Metadata）〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkametadatashell。shsnapshothomevagrantkraftcombinedlogsclustermetadata000000000000000000000。logLoading。。。Starting。。。〔2022122811：12：45，455〕WARN〔snapshotReaderQueue〕eventhandlerthreadexitingwithexception（org。apache。kafka。queue。KafkaEventQueue）java。nio。channels。NonWritableChannelExceptionatjava。basesun。nio。ch。FileChannelImpl。truncate（FileChannelImpl。java：406）atorg。apache。kafka。common。record。FileRecords。truncateTo（FileRecords。java：270）atorg。apache。kafka。common。record。FileRecords。trim（FileRecords。java：231）atorg。apache。kafka。common。record。FileRecords。close（FileRecords。java：205）atorg。apache。kafka。metadata。util。SnapshotFileReader3。run（SnapshotFileReader。java：182）atorg。apache。kafka。queue。KafkaEventQueueEventHandler。run（KafkaEventQueue。java：174）atjava。basejava。lang。Thread。run（Thread。java：833）〔KafkaMetadataShell〕lsbrokersfeatureslocalmetadataQuorumlsbrokers123lsfeaturesmetadata。versionlslocalcommitIdversionlsmetadataQuorumleaderoffset
　　集群搭建完毕后，metadata中的一级目录只有brokers，features，local，metadataQuorum。创建主题，消费的时候，会增加一些其他的一级目录。比如topics，topicIds等。
　　这里报了个错，不知道具体原因，目前不影响使用，暂时忽略（之后确定下）！创建主题
　　我创建一个3副本、3分区的主题（itlab1024topic1）。〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkatopics。shcreatetopicitlab1024topic1partitions3replicationfactor3bootstrapserverkraft1：9092，kraft2：9092，kraft3：9092Createdtopicitlab1024topic1。查看主题〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkatopics。shdescribetopicitlab1024topic1bootstrapserverkraft1：9092，kraft2：9092，kraft3：9092Topic：itlab1024topic1TopicId：li8JnUSOeFHIAZdDZKAPartitionCount：3ReplicationFactor：3Configs：segment。bytes1073741824Topic：itlab1024topic1Partition：0Leader：2Replicas：2，3，1Isr：2，3，1Topic：itlab1024topic1Partition：1Leader：3Replicas：3，1，2Isr：3，1，2Topic：itlab1024topic1Partition：2Leader：1Replicas：1，2，3Isr：1，2，3再次查看元数据（Metadata）〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkametadatashell。shsnapshothomevagrantkraftcombinedlogsclustermetadata000000000000000000000。logLoading。。。Starting。。。〔2022122811：24：58，958〕WARN〔snapshotReaderQueue〕eventhandlerthreadexitingwithexception（org。apache。kafka。queue。KafkaEventQueue）java。nio。channels。NonWritableChannelExceptionatjava。basesun。nio。ch。FileChannelImpl。truncate（FileChannelImpl。java：406）atorg。apache。kafka。common。record。FileRecords。truncateTo（FileRecords。java：270）atorg。apache。kafka。common。record。FileRecords。trim（FileRecords。java：231）atorg。apache。kafka。common。record。FileRecords。close（FileRecords。java：205）atorg。apache。kafka。metadata。util。SnapshotFileReader3。run（SnapshotFileReader。java：182）atorg。apache。kafka。queue。KafkaEventQueueEventHandler。run（KafkaEventQueue。java：174）atjava。basejava。lang。Thread。run（Thread。java：833）〔KafkaMetadataShell〕lsbrokersfeatureslocalmetadataQuorumtopicIdstopics
　　可以看到，一级目录多了topicIds和topics。生产消息〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkaconsoleproducer。shtopicitlab1024topic1bootstrapserverkraft1：9092，kraft2：9092，kraft3：909212消费消息
　　上面发送了1和2两个消息，看看能否消费到。〔vagrantkraft1kafka2。133。3。1〕binkafkaconsoleconsumer。shtopicitlab1024topic1bootstrapserverkraft1：9092，kraft2：9092，kraft3：9092frombeginning12
　　没问题，正常消费。Api使用
　　使用Java程序，来生产和消费消息。建立Maven项目并引入依赖dependencygroupIdorg。apache。kafkagroupIdkafkaclientsartifactIdversion3。3。1versiondependency创建消费者类packagecom。itlab1024。importorg。apache。kafka。clients。consumer。Cimportorg。apache。kafka。clients。consumer。ConsumerRimportorg。apache。kafka。clients。consumer。ConsumerRimportorg。apache。kafka。clients。consumer。KafkaCimportjava。time。Dimportjava。util。Limportjava。util。PpublicclassConsumerClient｛SuppressWarnings（InfiniteLoopStatement）publicstaticvoidmain（String〔〕args）｛PropertiespropsnewProperties（）；props。setProperty（bootstrap。servers，kraft1：9092，kraft2：9092，kraft3：9092）；props。setProperty（group。id，test）；props。setProperty（enable。auto。commit，true）；props。setProperty（auto。commit。interval。ms，1000）；props。setProperty（key。deserializer，org。apache。kafka。common。serialization。StringDeserializer）；props。setProperty（value。deserializer，org。apache。kafka。common。serialization。StringDeserializer）；try（ConsumerString，StringconsumernewKafkaConsumer（props））｛consumer。subscribe（List。of（itlab1024topic1））；while（true）｛ConsumerRecordsString，Stringrecordsconsumer。poll（Duration。ofMillis（100））；for（ConsumerRecordString，Stringrecord：records）System。out。printf（offsetd，keys，valuesn，record。offset（），record。key（），record。value（））；｝｝｝｝创建生产者类packagecom。itlab1024。importorg。apache。kafka。clients。producer。KafkaPimportorg。apache。kafka。clients。producer。Pimportorg。apache。kafka。clients。producer。ProducerRimportjava。util。PpublicclassProducerClient｛publicstaticvoidmain（String〔〕args）｛PropertiespropsnewProperties（）；props。put（bootstrap。servers，kraft1：9092，kraft2：9092，kraft3：9092）；props。put（linger。ms，1）；props。put（key。serializer，org。apache。kafka。common。serialization。StringSerializer）；props。put（value。serializer，org。apache。kafka。common。serialization。StringSerializer）；try（ProducerString，StringproducernewKafkaProducer（props））｛for（inti0；i10；i）｛producer。send（newProducerRecord（itlab1024topic1，itlabi，itlabi））；｝｝｝｝
　　运行消费者类，再执行生产者类，观察消费者类的控制台会输出如下内容：offset0，keyitlab1，valueitlab1offset1，keyitlab2，valueitlab2offset2，keyitlab5，valueitlab5offset3，keyitlab7，valueitlab7offset4，keyitlab8，valueitlab8offset0，keyitlab0，valueitlab0offset1，keyitlab3，valueitlab3offset2，keyitlab4，valueitlab4offset3，keyitlab6，valueitlab6offset4，keyitlab9，valueitlab9
　　说明也是能够正常生产和消费消息的。
　　上面基本介绍了KafkaRaft模式集群的搭建方式，并没有具体讲解配置含义（还有很多配置）。下一版会介绍！Kafka〔Kraft模式〕教程（二）基本解释
　　在教程一中创建了一个基础的KafkaRaft模式集群，但是并没有细讲该模式的具体细节，本文章来讲解下，我尽可能讲解的很清晰。
　　在kafka中节点服务器主要有两种角色，一种是controller，一种是broker，zookeeper和raft模式下都是这两种角色，不同的是zookeeper模式下的controller强依赖于zookeeper，zookeeper中存储了集群的元数据信息。
　　但是依赖于zookeeper有很多问题：首先使用zookeeper则多了一个组件，运维成本高zookeeper符合CAP悖论中的CP，也就是说zookeeper是强一致性的组件。那么如果集群中某个节点数据变更，就得通知其他节点同步，并且要超过半数完成才行，当节点较多的时候，性能下降明显。zookeeper的设计决定了它只适用于存储一些简单的配置或者是集群的元数据，数据量大的时候性能和稳定性就会下降，一些监听器也会延时甚至丢失。zookeeper本身也是分布式系统，主从结构，如果主节点挂掉，也会选举出来主节点，他的选举并不快，并且选举的时候是不能提供服务的。
　　那么Raft模式，弃用zookeeper后，controller中的信息就不会存储到zookeeper中了（zookeeper都没了），而是存储到了kafka自己的服务器上。
　　通过一张图来看下变化前后的区别（图片来源网络）：
　　用QuorumController代替之前的Controller，Quorum中每个Controller节点都会保存所有元数据，通过KRaft协议保证副本的一致性。这样即使QuorumController节点出故障了，新的Controller迁移也会非常快。
　　在Kraft模式下，只有一小组专门选择的服务器可以充当控制器（设置process。roles包含controller），controller服务器的作用是参与元数据的仲裁。
　　多个controller服务器只有一个是active状态的，其他的都是standby状态的（也就是备用服务器）。
　　controler服务器的数量遵循Quorum原则（过半原则），也就是说要奇数个，比如3个服务器允许1个故障，5个服务器允许2个故障。配置说明
　　kraft模式下的配置文件在configkraft目录下。〔vagrantkraft3kraft〕pwdhomevagrantkafka2。133。3。1configkraft〔vagrantkraft3kraft〕lsbroker。propertiescontroller。propertiesREADME。mdserver。properties
　　这里有三个properties文件，三个文件中内容基本相同，唯一不同的是process。roles的配置。broker。properties：process。rolesbroker，代表该服务器只是broker角色。controller。properties：process。rolescontroller，代表该服务器只是controller角色。server。properties：process。rolesbroker，controller，代表该服务器既是broker角色也是controller角色。
　　kafka只是给我们提供了三个不同角色的配置文件，方便我们使用而已。
　　文件中的具体配置内容，才是我们应该重视的，接下来一个一个说明，并尝试修改默认配置进行试验！process。roles
　　用于配置服务器的角色，可以有如下配置。process。rolesbroker，代表该服务器只是broker角色。process。rolescontroller，代表该服务器只是controller角色。process。rolesbroker，controller，代表该服务器既是broker角色也是controller角色。
　　也可以不配置，如果不配置，则说明当前集群不是kraft模式，而是zookeeper模式。
　　说明：目前还不支持两种模式自由切换（以后是否支持也不清楚），如果要切换模式，比如重新使用binkafkastorage。sh重新格式化（重新格式化数据肯定会丢失的，特别注意！）
　　同时具有broker和controller两种角色的服务器（也叫组合服务器）在开发环境中是很好的（服务器可能较少，搭建方便），但是在生产环境中是不推荐的，因为这样做会导致broker和controller的隔离性差，不可能在组合模式下单独滚动或缩放controller与broker。
　　试验：
　　考虑我之前搭建的集群，三台机器都是配置的process。rolesbroker，controller，这是不好的！博主信息
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