Kafka 消费者

Kafka 消费者

一、Kafka 消费方式

pull(拉)模式
consumer 采用从 broker 中主动拉取数据。 Kafka 采用这种方式。
push(推)模式
Kafka 没有采用这种方式,因为由 broker 决定消息发送速率,很难适应所有消费者的消费速率。例如推送的速度是 50m/s, Consumer1、Consumer2 就来不及处理消息。
pull 模式不足之处是,如果 Kafka 没有数据,消费者可能会陷入循环中,一直返回空数据。

二、Kafka 消费者工作流程

2.1、消费者总体工作流程

2.2、消费者组原理

Consumer Group(CG):消费者组,由多个 consumer 组成。形成一个消费者组的条件,是所有消费者的 groupid 相同。
消费者组内每个消费者负责消费不同分区的数据,一个分区只能由一个组内消费者消费。
消费者组之间互不影响。所有的消费者都属于某个消费者组,即消费者组是逻辑上的一个订阅者。

消费者组初始化流程:
coordinator:辅助实现消费者组的初始化和分区的分配。
coordinator 节点选择 = groupid 的 hashcode 值 % 50 ( __consumer_offsets 的分区数量)
例如: groupid 的 hashcode 值 = 1,1% 50 = 1,那么__consumer_offsets 主题的 1 号分区,在哪个 broker 上,就选择这个节点的 coordinator 作为这个消费者组的老大。消费者组下的所有的消费者提交 offset 的时候就往这个分区去提交 offset。

消费者组详细消费流程:

2.3、消费者重要参数

  • bootstrap.servers
    向 Kafka 集群建立初始连接用到的 host/port 列表。
  • key.deserializer 和 value.deserializer
    指定接收消息的 key 和 value 的反序列化类型。一定要写全类名。
  • group.id
    标记消费者所属的消费者组。
  • enable.auto.commit
    默认值为 true,消费者会自动周期性地向服务器提交偏移量。
  • auto.commit.interval.ms
    如果设置了 enable.auto.commit 的值为 true, 则该值定义了消费者偏移量向 Kafka 提交的频率,默认 5s。
  • auto.offset.reset
    当 Kafka 中没有初始偏移量或当前偏移量在服务器中不存在(如,数据被删除了),该如何处理?
    • earliest:自动重置偏移量到最早的偏移量。
    • latest:默认,自动重置偏移量为最新的偏移量。
    • none:如果消费组原来的(previous)偏移量不存在,则向消费者抛异常。
    • anything:向消费者抛异常。
  • offsets.topic.num.partitions
    __consumer_offsets 的分区数,默认是 50 个分区。
  • heartbeat.interval.ms
    Kafka 消费者和 coordinator 之间的心跳时间,默认 3s。 该条目的值必须小于 session.timeout.ms ,也不应该高于 session.timeout.ms 的 1/3。
  • session.timeout.ms
    消费者和 coordinator 之间连接超时时间,默认 45s。超过该值,该消费者被移除,消费者组执行再平衡。
  • max.poll.interval.ms
    消费者处理消息的最大时长,默认是 5 分钟。超过该值,该消费者被移除,消费者组执行再平衡。
  • fetch.min.bytes
    默认 1 个字节。消费者获取服务器端一批消息最小的字节数。
  • fetch.max.wait.ms
    默认 500ms。如果没有从服务器端获取到一批数据的最小字节数。该时间到,仍然会返回数据。
  • fetch.max.bytes
    默认 Default: 52428800(50 m)消费者获取服务器端一批消息最大的字节数。如果服务器端一批次的数据大于该值(50m)仍然可以拉取回来这批数据,因此,这不是一个绝对最大值。一批次的大小受 message.max.bytes (broker config)or max.message.bytes (topic config)影响。
  • max.poll.records
    一次 poll 拉取数据返回消息的最大条数,默认是 500 条。

三、消费者 API

3.1、独立消费者案例(订阅主题)

1)需求:
创建一个独立消费者,消费 first 主题中数据。

注意:在消费者 API 代码中必须配置消费者组 id。命令行启动消费者不填写消费者组 id 会被自动填写随机的消费者组 id。

2)实现

public class CustomConsumer {

    public static void main (String [] args) {

        // 0 配置
        Properties properties = new Properties ();

        // 连接 bootstrap.servers
        properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"hadoop102:9092,hadoop103:9092");

        // 反序列化
        properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName ());
        properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName ());

        // 配置消费者组 id
        properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG,"test5");

        // 设置分区分配策略
        properties.put (ConsumerConfig.PARTITION_ASSIGNMENT_STRATEGY_CONFIG,"org.apache.kafka.clients.consumer.StickyAssignor");

        // 1 创建一个消费者  "","hello"
        KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);

        // 2 订阅主题 first
        ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
        topics.add ("first");
        kafkaConsumer.subscribe (topics);

        // 3 消费数据
        while (true){

            ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));

            for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
                System.out.println (consumerRecord);
            }

            kafkaConsumer.commitAsync ();
        }
    }
}

3)测试
(1)在 IDEA 中执行消费者程序。
(2)在 Kafka 集群控制台,创建 Kafka 生产者,并输入数据。

[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-console-producer.sh -bootstrap-server hadoop102:9092 --topic first 
>hello 

(3)在 IDEA 控制台观察接收到的数据。

ConsumerRecord (topic = first, partition = 1, leaderEpoch = 3, offset = 0, CreateTime = 1629160841112, serialized key size = -1, serialized value size = 5, headers = RecordHeaders (headers = [], isReadOnly = false), key = null, value = hello) 

3.2、独立消费者案例(订阅分区)

1)需求:创建一个独立消费者,消费 first 主题 0 号分区的数据。

2)实现

public class CustomConsumerPartition {

    public static void main (String [] args) {
        // 0 配置
        Properties properties = new Properties ();

        // 连接
        properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"hadoop102:9092,hadoop103:9092");

        // 反序列化
        properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName ());
        properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName ());

        // 组 id
        properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG,"test");

        // 1 创建一个消费者
        KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);

        // 2 订阅主题对应的分区  --> 消费某个主题的某个分区数据 
        ArrayList<TopicPartition> topicPartitions = new ArrayList<>();
        topicPartitions.add (new TopicPartition ("first",0));
        kafkaConsumer.assign (topicPartitions);

        // 3 消费数据
        while (true){

            ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));

            for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
                System.out.println (consumerRecord);
            }
        }
    }
}

3)测试
(1)在 IDEA 中执行消费者程序。
(2)在 IDEA 中执行生产者程序 CustomProducerCallback () 在控制台观察生成几个 0 号分区的数据。

first 0 381 
first 0 382

(3)在 IDEA 控制台,观察接收到的数据,只能消费到 0 号分区数据表示正确。

ConsumerRecord (topic = first, partition = 0, leaderEpoch = 14, offset = 381, CreateTime = 1636791331386, serialized key size = 1, serialized value size = 9, headers = RecordHeaders (headers = [], isReadOnly = false), key = null, value = atguigu 0) 
ConsumerRecord (topic = first, partition = 0, leaderEpoch = 14, offset = 382, CreateTime = 1636791331397, serialized key size = 1, serialized value size = 9, headers = RecordHeaders (headers = [], isReadOnly = false), key = null, value = atguigu 1) 

3.3、消费者组案例

1)需求:测试同一个主题的分区数据,只能由一个消费者组中的一个消费。

2)案例
(1)复制一份基础消费者的代码,在 IDEA 中同时启动,即可启动同一个消费者组中的两个消费者。

public class CustomConsumer1 {

    public static void main (String [] args) {

        // 0 配置
        Properties properties = new Properties ();

        // 连接 bootstrap.servers
        properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"hadoop102:9092,hadoop103:9092");

        // 反序列化
        properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName ());
        properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName ());

        // 配置消费者组 id
        properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG,"test5");
        // 设置分区分配策略
        properties.put (ConsumerConfig.PARTITION_ASSIGNMENT_STRATEGY_CONFIG,"org.apache.kafka.clients.consumer.StickyAssignor");

        // 1 创建一个消费者  "","hello"
        KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new KafkaConsumer<>(properties);

        // 2 订阅主题 first
        ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
        topics.add ("first");
        kafkaConsumer.subscribe (topics);

        // 3 消费数据
        while (true){

            ConsumerRecords<String, String> consumerRecords = kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));

            for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord : consumerRecords) {
                System.out.println (consumerRecord);
            }
        }
    }
}

(2)启动代码中的生产者发送消息,在 IDEA 控制台即可看到两个消费者在消费不同分区的数据(如果只发生到一个分区,可以在发送时增加延迟代码 Thread.sleep (2);)。
(3)重新发送到一个全新的主题中,由于默认创建的主题分区数为 1,可以看到只能有一个消费者消费到数据。

四、生产经验 —— 分区的分配以及再平衡

1、一个 consumer group 中有多个 consumer 组成,一个 topic 有多个 partition 组成,现在的问题是,到底由哪个 consumer 来消费哪个 partition 的数据。
2、Kafka 有四种主流的分区分配策略:Range、RoundRobin、Sticky、CooperativeSticky。 可以通过配置参数 partition.assignment.strategy,修改分区的分配策略。默认策略是 Range + CooperativeSticky。Kafka 可以同时使用 多个分区分配策略。

参数:

  • heartbeat.interval.ms
    Kafka 消费者和 coordinator 之间的心跳时间,默认 3s。 该条目的值必须小于 session.timeout.ms,也不应该高于 session.timeout.ms 的 1/3。
  • session.timeout.ms
    Kafka 消费者和 coordinator 之间连接超时时间,默认 45s。超过该值,该消费者被移除,消费者组执行再平衡。
  • max.poll.interval.ms
    消费者处理消息的最大时长,默认是 5 分钟。超过该值,该消费者被移除,消费者组执行再平衡。
  • partition.assignment.strategy
    消费者分区分配策略,默认策略是 Range CooperativeSticky。Kafka 可以同时使用多个分区分配策略。可以选择的策略包括:Range、RoundRobin、Sticky、CooperativeSticky

4.1、Range 以及再平衡

4.1.1、Range 分区策略原理

4.1.2、Range 分区分配策略案例

(1)修改主题 first 为 7 个分区。

[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --alter --topic first --partitions 7 

注意:分区数可以增加,但是不能减少。
(2)复制 CustomConsumer 类,创建 CustomConsumer2。这样可以由三个消费者 CustomConsumer、CustomConsumer1、CustomConsumer2 组成消费者组,组名都为 “test”,同时启动 3 个消费者。

(3)启动 CustomProducer 生产者,发送 500 条消息,随机发送到不同的分区。
说明:Kafka 默认的分区分配策略就是 Range + CooperativeSticky,所以不需要修改策略。
(4)观看 3 个消费者分别消费哪些分区的数据。

4.1.3、Range 分区分配再平衡案例

(1)停止掉 0 号消费者,快速重新发送消息观看结果(45s 以内,越快越好) 。
1 号消费者:消费到 3、4 号分区数据。
2 号消费者:消费到 5、6 号分区数据。
0 号消费者的任务会整体被分配到 1 号消费者或者 2 号消费者。
说明:0 号消费者挂掉后,消费者组需要按照超时时间 45s 来判断它是否退出,所以需要等待,时间到了 45s 后,判断它真的退出就会把任务分配给其他 broker 执行。
(2)再次重新发送消息观看结果(45s 以后) 。
1 号消费者:消费到 0、1、2、3 号分区数据。
2 号消费者:消费到 4、5、6 号分区数据。
说明:消费者 0 已经被踢出消费者组,所以重新按照 range 方式分配。

4.2、RoundRobin 以及再平衡

4.2.1、RoundRobin 分区策略原理

4.2.2、RoundRobin 分区分配策略案例

(1)依次在 CustomConsumer、CustomConsumer1、CustomConsumer2 三个消费者代码中修改分区分配策略为 RoundRobin。

// 修改分区分配策略 
properties.put (ConsumerConfig.PARTITION_ASSIGNMENT_STRATEGY_CONFI G, "org.apache.kafka.clients.consumer.RoundRobinAssignor"); 

(2)重启 3 个消费者,重复发送消息的步骤,观看分区结果。

4.2.3、RoundRobin 分区分配再平衡案例

(1)停止掉 0 号消费者,快速重新发送消息观看结果(45s 以内,越快越好) 。
1 号消费者:消费到 2、5 号分区数据
2 号消费者:消费到 4、1 号分区数据
0 号消费者的任务会按照 RoundRobin 的方式,把数据轮询分成 0 、6 和 3 号分区数据,分别由 1 号消费者或者 2 号消费者消费。
说明:0 号消费者挂掉后,消费者组需要按照超时时间 45s 来判断它是否退出,所以需要等待,时间到了 45s 后,判断它真的退出就会把任务分配给其他 broker 执行。
(2)再次重新发送消息观看结果(45s 以后) 。
1 号消费者:消费到 0、2、4、6 号分区数据
2 号消费者:消费到 1、3、5 号分区数据
说明:消费者 0 已经被踢出消费者组,所以重新按照 RoundRobin 方式分配。

4.3、Sticky 以及再平衡

粘性分区定义:可以理解为分配的结果带有 “粘性的”。即在执行一次新的分配之前,考虑上一次分配的结果,尽量少的调整分配的变动,可以节省大量的开销。
粘性分区是 Kafka 从 0.11.x 版本开始引入这种分配策略,首先会尽量均衡的放置分区到消费者上面,在出现同一消费者组内消费者出现问题的时候,会尽量保持原有分配的分区不变化。

1)需求
设置主题为 first,7 个分区;准备 3 个消费者,采用粘性分区策略,并进行消费,观察消费分配情况。然后再停止其中一个消费者,再次观察消费分配情况。

2)步骤
(1)修改分区分配策略为粘性。
注意:3 个消费者都应该注释掉,之后重启 3 个消费者,如果出现报错,全部停止等会再重启,或者修改为全新的消费者组。

// 修改分区分配策略 
ArrayList<String> startegys = new ArrayList<>(); 
startegys.add ("org.apache.kafka.clients.consumer.StickyAssignor"); 
properties.put (ConsumerConfig.PARTITION_ASSIGNMENT_STRATEGY_CONFIG, startegys); 

(2)使用同样的生产者发送 500 条消息。可以看到会尽量保持分区的个数近似划分分区。

3)Sticky 分区分配再平衡案例
(1)停止掉 0 号消费者,快速重新发送消息观看结果(45s 以内,越快越好) 。
1 号消费者:消费到 2、5、3 号分区数据。
2 号消费者:消费到 4、6 号分区数据。
0 号消费者的任务会按照粘性规则,尽可能均衡的随机分成 0 和 1 号分区数据,分别由 1 号消费者或者 2 号消费者消费。
说明:0 号消费者挂掉后,消费者组需要按照超时时间 45s 来判断它是否退出,所以需要等待,时间到了 45s 后,判断它真的退出就会把任务分配给其他 broker 执行。
(2)再次重新发送消息观看结果(45s 以后) 。
1 号消费者:消费到 2、3、5 号分区数据。
2 号消费者:消费到 0、1、4、6 号分区数据。
说明:消费者 0 已经被踢出消费者组,所以重新按照粘性方式分配。

五、offset 位移

5.1、offset 的默认维护位置


__consumer_offsets 主题里面采用 key 和 value 的方式存储数据。key 是 group.id+topic + 分区号,value 就是当前 offset 的值。每隔一段时间,kafka 内部会对这个 topic 进行 compact,也就是每个 group.id+topic + 分区号就保留最新数据。

1)消费 offset 案例
(0)思想:__consumer_offsets 为 Kafka 中的 topic,那就可以通过消费者进行消费。
(1)在配置文件 config/consumer.properties 中添加配置 exclude.internal.topics=false,默认是 true,表示不能消费系统主题。为了查看该系统主题数据,所以该参数修改为 false。
(2)采用命令行方式,创建一个新的 topic。

[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server hadoop102:9092 --create --topic atguigu --partitions 2 -replication-factor 2 

(3)启动生产者往 atguigu 生产数据。

[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-console-producer.sh --topic atguigu --bootstrap-server  hadoop102:9092 

(4)启动消费者消费 atguigu 数据。

[atguigu@hadoop104 kafka]$ bin/kafka-console-consumer.sh -bootstrap-server hadoop102:9092 --topic atguigu --group test 

注意:指定消费者组名称,更好观察数据存储位置(key 是 group.id+topic + 分区号)。
(5)查看消费者消费主题__consumer_offsets。

[atguigu@hadoop102 kafka]$ bin/kafka-console-consumer.sh --topic __consumer_offsets --bootstrap-server  hadoop102:9092 -consumer.config config/consumer.properties  --formatter "kafka.coordinator.group.GroupMetadataManager\$OffsetsMessageForm atter" --from-beginning 
[offset,atguigu,1]::OffsetAndMetadata (offset=7, leaderEpoch=Optional [0], metadata=, commitTimestamp=1622442520203, expireTimestamp=None)
[offset,atguigu,0]::OffsetAndMetadata (offset=8, leaderEpoch=Optional [0], metadata=, commitTimestamp=1622442520203, expireTimestamp=None) 

5.2、自动提交 offset

为了使我们能够专注于自己的业务逻辑,Kafka 提供了自动提交 offset 的功能。
自动提交 offset 的相关参数:

  • enable.auto.commit:是否开启自动提交 offset 功能,默认是 true。
  • auto.commit.interval.ms:自动提交 offset 的时间间隔,默认是 5。

1)消费者自动提交 offset

package com.atguigu.kafka.consumer;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import java.util.Arrays;
import java.util.Properties;

    public class CustomConsumerAutoOffset {
        public static void main (String [] args) {
            // 1. 创建 kafka 消费者配置类
            Properties properties = new Properties ();
            // 2. 添加配置参数
            // 添加连接
            properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "hadoop102:9092");

            // 配置序列化 必须
            properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
            properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
            // 配置消费者组
            properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
            // 是否自动提交 offset
            properties.put (ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG,
                    true);
            // 提交 offset 的时间周期 1000ms,默认 5s
            properties.put (ConsumerConfig.AUTO_COMMIT_INTERVAL_MS_CONFIG,
                    1000);
            //3. 创建 kafka 消费者
            KafkaConsumer<String, String> consumer = new
                    KafkaConsumer<>(properties);
            //4. 设置消费主题 形参是列表
            consumer.subscribe (Arrays.asList ("first"));
            //5. 消费数据
            while (true) {
                // 读取消息
                ConsumerRecords<String, String> consumerRecords =
                        consumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                // 输出消息
                for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord :
                        consumerRecords) {
                    System.out.println (consumerRecord.value ());
                }
            }
        }
    }

5.3、手动提交 offset

虽然自动提交 offset 十分简单便利,但由于其是基于时间提交的,开发人员难以把握 offset 提交的时机。因此 Kafka 还提供了手动提交 offset 的 API。
手动提交 offset 的方法有两种:分别是 commitSync(同步提交)和 commitAsync(异步提交)。两者的相同点是,都会将本次提交的一批数据最高的偏移量提交;不同点是,同步提交阻塞当前线程,一直到提交成功,并且会自动失败重试(由不可控因素导致,也会出现提交失败);而异步提交则没有失败重试机制,故有可能提交失败。

  • commitSync(同步提交):必须等待 offset 提交完毕,再去消费下一批数据。
  • commitAsync(异步提交) :发送完提交 offset 请求后,就开始消费下一批数据了。

1)同步提交 offset
由于同步提交 offset 有失败重试机制,故更加可靠,但是由于一直等待提交结果,提交的效率比较低。以下为同步提交 offset 的示例。

package com.atguigu.kafka.consumer;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import java.util.Arrays;
import java.util.Properties;
    public class CustomConsumerByHandSync {
        public static void main (String [] args) {
            // 1. 创建 kafka 消费者配置类
            Properties properties = new Properties ();
            // 2. 添加配置参数
            // 添加连接
            properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,
                    "hadoop102:9092");
            // 配置序列化 必须
            properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");

            properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
            // 配置消费者组
            properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
            // 是否自动提交 offset
            properties.put (ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG,
                    false);
            //3. 创建 kafka 消费者
            KafkaConsumer<String, String> consumer = new
                    KafkaConsumer<>(properties);
            //4. 设置消费主题 形参是列表
            consumer.subscribe (Arrays.asList ("first"));
            //5. 消费数据
            while (true){
                // 读取消息
                ConsumerRecords<String, String> consumerRecords =
                        consumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                // 输出消息
                for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord :
                        consumerRecords) {
                    System.out.println (consumerRecord.value ());
                }
                // 同步提交 offset
                consumer.commitSync ();
            }
        }
    }

2)异步提交 offset
虽然同步提交 offset 更可靠一些,但是由于其会阻塞当前线程,直到提交成功。因此吞吐量会受到很大的影响。因此更多的情况下,会选用异步提交 offset 的方式。以下为异步提交 offset 的示例:

package com.atguigu.kafka.consumer;
import org.apache.kafka.clients.consumer.*;
import org.apache.kafka.common.TopicPartition;
import java.util.Arrays;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
    public class CustomConsumerByHandAsync {
        public static void main (String [] args) {
            // 1. 创建 kafka 消费者配置类
            Properties properties = new Properties ();
            // 2. 添加配置参数
            // 添加连接
            properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,
                    "hadoop102:9092");
            // 配置序列化 必须
            properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");

            properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
            // 配置消费者组
            properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test");
            // 是否自动提交 offset
            properties.put (ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG,
                    "false");
            //3. 创建 Kafka 消费者
            KafkaConsumer<String, String> consumer = new
                    KafkaConsumer<>(properties);
            //4. 设置消费主题 形参是列表
            consumer.subscribe (Arrays.asList ("first"));
            //5. 消费数据
            while (true){
                // 读取消息
                ConsumerRecords<String, String> consumerRecords =
                        consumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                // 输出消息
                for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord :
                        consumerRecords) {
                    System.out.println (consumerRecord.value ());
                }
                // 异步提交 offset
                consumer.commitAsync ();
            }
        }
    }

5.4、指定 Offset 消费

auto.offset.reset = earliest | latest | none 默认是 latest。
当 Kafka 中没有初始偏移量(消费者组第一次消费)或服务器上不再存在当前偏移量时(例如该数据已被删除),该怎么办?
(1)earliest:自动将偏移量重置为最早的偏移量,--from-beginning。
(2)latest(默认值):自动将偏移量重置为最新偏移量。
(3)none:如果未找到消费者组的先前偏移量,则向消费者抛出异常。

(4)任意指定 offset 位移开始消费

package com.atguigu.kafka.consumer;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.common.TopicPartition;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
import java.time.Duration;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;
    public class CustomConsumerSeek {
        public static void main (String [] args) {
            // 0 配置信息
            Properties properties = new Properties ();
            // 连接
            properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,
                    "hadoop102:9092");
            //key value 反序列化

            properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    StringDeserializer.class.getName ());

            properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    StringDeserializer.class.getName ());
            properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test2");
            // 1 创建一个消费者
            KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new
                    KafkaConsumer<>(properties);
            // 2 订阅一个主题
            ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
            topics.add ("first");
            kafkaConsumer.subscribe (topics);
            Set<TopicPartition> assignment= new HashSet<>();
            while (assignment.size () == 0) {
                kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                // 获取消费者分区分配信息(有了分区分配信息才能开始消费)
                assignment = kafkaConsumer.assignment ();
            }
            // 遍历所有分区,并指定 offset 从 1700 的位置开始消费
            for (TopicPartition tp: assignment) {
                kafkaConsumer.seek (tp, 1700);
            }
            // 3 消费该主题数据
            while (true) {
                ConsumerRecords<String, String> consumerRecords =
                        kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord :
                        consumerRecords) {
                    System.out.println (consumerRecord);
                }
            }
        }
    }

注意:每次执行完,需要修改消费者组名;

5.5、指定时间消费

需求:在生产环境中,会遇到最近消费的几个小时数据异常,想重新按照时间消费。
例如要求按照时间消费前一天的数据,怎么处理?
操作步骤:

package com.atguigu.kafka.consumer;
import org.apache.kafka.clients.consumer.*;
import org.apache.kafka.common.TopicPartition;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;
import java.time.Duration;
import java.util.*;
    public class CustomConsumerForTime {
        public static void main (String [] args) {
            // 0 配置信息
            Properties properties = new Properties ();
            // 连接
            properties.put (ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,
                    "hadoop102:9092");
            //key value 反序列化

            properties.put (ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    StringDeserializer.class.getName ());

            properties.put (ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,
                    StringDeserializer.class.getName ());
            properties.put (ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, "test2");
            // 1 创建一个消费者
            KafkaConsumer<String, String> kafkaConsumer = new
                    KafkaConsumer<>(properties);
            // 2 订阅一个主题
            ArrayList<String> topics = new ArrayList<>();
            topics.add ("first");
            kafkaConsumer.subscribe (topics);
            Set<TopicPartition> assignment = new HashSet<>();
            while (assignment.size () == 0) {
                kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                // 获取消费者分区分配信息(有了分区分配信息才能开始消费)
                assignment = kafkaConsumer.assignment ();
            }
            HashMap<TopicPartition, Long> timestampToSearch = new
                    HashMap<>();
            // 封装集合存储,每个分区对应一天前的数据
            for (TopicPartition topicPartition : assignment) {
                timestampToSearch.put (topicPartition,
                        System.currentTimeMillis () - 1 * 24 * 3600 * 1000);
            }
            // 获取从 1 天前开始消费的每个分区的 offset
            Map<TopicPartition, OffsetAndTimestamp> offsets =
                    kafkaConsumer.offsetsForTimes (timestampToSearch);
            // 遍历每个分区,对每个分区设置消费时间。
            for (TopicPartition topicPartition : assignment) {
                OffsetAndTimestamp offsetAndTimestamp =
                        offsets.get (topicPartition);
                // 根据时间指定开始消费的位置
                if (offsetAndTimestamp != null){
                    kafkaConsumer.seek (topicPartition,
                            offsetAndTimestamp.offset ());
                }
            }
            // 3 消费该主题数据
            while (true) {
                ConsumerRecords<String, String> consumerRecords =
                        kafkaConsumer.poll (Duration.ofSeconds (1));
                for (ConsumerRecord<String, String> consumerRecord :
                        consumerRecords) {
                    System.out.println (consumerRecord);
                }
            }
        }
    }

5.5.6、漏消费和重复消费

重复消费:已经消费了数据,但是 offset 没提交。
漏消费:先提交 offset 后消费,有可能会造成数据的漏消费。
(1)场景 1:重复消费。自动提交 offset 引起。

(2)场景 1:漏消费。设置 offset 为手动提交,当 offset 被提交时,数据还在内存中未落盘,此时刚好消费者线程被 kill 掉,那么 offset 已经提交,但是数据未处理,导致这部分内存中的数据丢失。

六、生产经验 —— 消费者事务

如果想完成 Consumer 端的精准一次性消费,那么需要 Kafka 消费端将消费过程和提交 offset 过程做原子绑定。此时我们需要将 Kafka 的 offset 保存到支持事务的自定义介质(比如 MySQL)。

七、生产经验 —— 数据积压(消费者如何提高吞吐量)

  • fetch.max.bytes
    默认 Default: 52428800(50 m)。消费者获取服务器端一批 消息最大的字节数。如果服务器端一批次的数据大于该值(50m)仍然可以拉取回来这批数据,因此,这不是一个绝 对最大值。一批次的大小受 message.max.bytes (broker config)or max.message.bytes (topic config)影响。
  • max.poll.records
    一次 poll 拉取数据返回消息的最大条数,默认是 500 条。

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