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大数据集群框中基本都会运用Kafka,被数千家公司用于高性能的数据管道和要害使命运用。它的主要作用就是接收上游生产者的信息,然后传输给下流消费者,但这个接收上游信息的进程怎样才干确保数据的完整性呢,也就是怎样做到接收进程不丢数据。

那么这就要说到Kafka的数据可靠性确保相关知识,为了做到数据的安全传输,Kafka运用了 ack应对机制,这就类似于网络安全中常用的 TCP的三次握手四次挥手

ack应对机制

在生产者(producer)往Kafka发送数据的进程中,为了确保数据能够发送到指定的topic中,topic中的每一个partition在收到数据后,都需要向生产者发送 ack(ackacknowledgement)。假设 producer 在必定的时间内收不到应对,那么producer会再次向Kafka发送此条数据。

那么这就类似于写信,假定我们写一封信给或人,然后我们会在一段时间后收到一封回信,但假设超过了一个月我们还没有收到回信,就会猜想是不是信件丢掉了,会将这封信进行从头发送,直到收到回信中止。

Kafka中的数据可靠性确保---ack应对机制简解

1. 那么此时会有个问题,什么时候发送ack?

首要必定不会在leader收到信息之后立马就发送ack,因为假定此时leader遽然挂掉,没有备份,数据会永久丢掉。所以会有这样的三个要害点:(1)leader在内存中接收到producer发送的数据(外网);(2)leader接收到数据之后会立马进行落盘(写入磁盘) (3)一切的folloewr同步落盘后的数据(内网)

Kafka中的数据可靠性确保---ack应对机制简解

副本数据的同步战略有两种:

  • 半数以上完结同步,就发送ack;
  • 全部完结同步,才会发送ack

kafka运用第二种同步战略,也就是等到全部的follower完结同步后,leader才会发送ack。

2. ISR机制

等到全部的follower完结同步后才会发送ack,那么这种办法有一个很大的缺陷就是:一切follower同步落盘的数据,可是有一个follower,因为某种毛病,迟迟不能进行同步,那leader就要一直等下去,直到它完结同步,才干发送ack。针对此缺陷,Kafka采用了一个ISR机制,in-sync replica set,意为和 leader坚持同步的follower调集。

假设 ISR 中的 follower 长期未向 leader 同步数据,则该 follower 将被踢出ISR,该时间阈值由replica.lag.time.max.ms(10s) 参数设定。Leader发生毛病之后,就会从ISR中推举新的leader。

3. ack的三种应对等级

Kafka为用户供应了三种可靠性等级,用户依据对可靠性和推延的要求进行权衡,选择以下的配备。因为关于一些不重要的数据,我们能够忍耐数据的少量丢掉,所以不用等ISR中的folloewr全部接收成功。

acks参数配备:

0
能够供应了一个最低的推延,leader接收到producer的消息后还没有写入磁盘就已经回来ack。那么当leader毛病时或断电时就有或许 丢掉数据

1
leader接收到数据而且落盘成功后回来ack,但假设在ISR中的follower同步数据成功之前leader发生毛病,那么将大概率发生 丢掉数据 的情况;

这是因为里边的一种机制会导致数据丢掉–follower的上位机制。leader接收数据进行落盘而且发送ack后遽然挂掉,但follower并没有同步到leader中的数据。此时follower需要上位成为新的leader,新的leader需要和剩下的follower进行数据同步,问询它们的分区offset是从几号开端的,因为它们之前并没有同步 “Hello” 那条数据,所以能够以为它们的分区号都是从0号开端。但反观producer,因为已经收到ack应对,所以不会再重复发送 “Hello” 这条数据,会直接进行下一条数据的传输。而且假设之前挂掉的leader从头发动后,它会作为follower从头参加ISR,它就会去问询新的leader数据的存储情况,因为新的leader中并没有 “Hello” 这条数据,所以这个follower会以为数据存储过错,把 “Hello” 数据删去。

Kafka中的数据可靠性确保---ack应对机制简解

Kafka中的数据可靠性确保---ack应对机制简解

-1(all)
leader接收数据而且落盘后,同时ISR中的follower全部同步成功后,leader才会发送ack,这是最安全的也是仅有一种不会构成数据丢掉的应对等级。可是这种应对等级也会存在缺陷,比方假设在follower同步完结后,leader还未发送ack之前,leader发生毛病,那么就有或许构成数据重复

follower同步完数据后,leader还未发送ack遽然挂掉,生产者会再次向新的leader发送同一条数据,因此构成数据的重复。

Kafka中的数据可靠性确保---ack应对机制简解

Kafka中的数据可靠性确保---ack应对机制简解