Spring Boot 整合集成 Kafka

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什么是 Kafka?

Kafka 是 Apache 基金会开源的一个分布式发布 - 订阅消息中间件,流处理平台。 它起源于 LinkedIn,由 Scala 和 Java两种语言编写而成。于 2011 年成为 Apache 项目,2012 成为 Apache 基金会下顶级项目。

Kafka 专为分布式高吞吐系统而设计。相比较其他消息中间件,如 RabbitMq 等,Kafka 具有更好的吞吐量,内置分区,复制和固有的容错能力,使得它非常适合应用在大数据领域。另外,Kafka 还支持离线、在线消费消息。

为什么要用 Kafka

  • 低延迟 - Kafka 支持低延迟消息传递,速度极快,能达到 200w 写/秒;
  • 高性能 - Kafka对于消息的发布、订阅都具有高吞吐量。即使存储了 TB 级的消息,依然能够保证稳定的性能;
  • 可靠性 - Kafka 是分布式,分区,复制和容错的,保证零停机和零数据丢失。
  • 可拓展性 - Kafka 支持集群水平拓展。
  • 耐用性 - Kafka 使用"分布式提交日志",消息能够快速的持久化的磁盘上。

Kafka 环境安装

接下来,小哈为大家演示一下,在 Linux 系统中,采用最简单的单机安装方式, 因为本文着重点还是介绍 Spring Boot 2.x 快速集成整合 Kafka.

下载 Kafka

访问 Kafka 官网 http://kafka.apache.org/downloads,下载 tgz 包, 这里演示版本为最新的 2.3.0 版本。

解压,进入目录

下载下来过后,放置到指定位置,执行命令解压:

tar -zxvf kafka_2.11-2.3.0.tgz 

解压完成后,进入 Kafka 目录下:

cd kafka_2.11-2.3.0

启动 zookeeper

通过 bin 目录下的 zookeeper-server-start.sh 启动脚本,来启动 zk 单节点实例:

bin/zookeeper-server-start.sh -daemon config/zookeeper.properties &

启动 Kafka

通过 bin 目录下的 kafka-server-start.sh 脚本,后台启动 Kafka :

bin/kafka-server-start.sh  config/server.properties &

注意:Kafka 默认使用 9092 端口,注意关闭防火墙,阿里云服务器的话,记得添加安全组。

Spring Boot 2.x 开始整合

新建一个 Spring Boot 2.x Web 工程。

项目结构

添加 maven 依赖

小哈这里完整的 maven 依赖如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.2.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>site.exception</groupId>
    <artifactId>spring-boot-kafka</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>spring-boot-kafka</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <!-- Kafka -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
            <artifactId>spring-kafka</artifactId>
        </dependency>
      
       	<dependency>
            <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
            <artifactId>spring-kafka-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <!-- lombok -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>

        <!-- 阿里巴巴 fastjson -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.58</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <optional>true</optional>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

添加 kafka 配置

修改 application.yml 文件,添加 kafka 相关配置:

spring:
  kafka:
    # 指定 kafka 地址,我这里在本地,直接就 localhost, 若外网地址,注意修改【PS: 可以指定多个】
    bootstrap-servers: localhost:9092
    consumer:
      # 指定 group_id
      group-id: group_id
      auto-offset-reset: earliest
      # 指定消息key和消息体的序列化方式
      key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
    producer:
      # 指定消息key和消息体的序列化方式
      key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
      value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer

关于 auto-offset-reset

auto.offset.reset 配置有3个值可以设置,分别如下:

  • earliest:当各分区下有已提交的 offset 时,从提交的 offset 开始消费;无提交的 offset时,从头开始消费;
  • latest:当各分区下有已提交的 offset 时,从提交的 offset 开始消费;无提交的 offset 时,消费新产生的该分区下的数据;
  • none: topic各分区都存在已提交的 offset 时,从 offset 后开始消费;只要有一个分区不存在已提交的 offset,则抛出异常;

默认建议用 earliest, 设置该参数后 kafka出错后重启,找到未消费的offset可以继续消费。

而 latest 这个设置容易丢失消息,假如 kafka 出现问题,还有数据往topic中写,这个时候重启kafka,这个设置会从最新的offset开始消费, 中间出问题的哪些就不管了。

none 这个设置没有用过,兼容性太差,经常出问题。

新增一个订单类

模拟业务系统中,用户每下一笔订单,就发送一个消息,供其他服务消费:

/**
 * @author 犬小哈(公众号:小哈学Java)
 * @date 2019/4/12
 * @time 下午3:05
 * @discription 订单实体类
 **/
@Data
@Builder
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Order {
    /**
     * 订单id
     */
    private long orderId;
    /**
     * 订单号
     */
    private String orderNum;
    /**
     * 订单创建时间
     */
    private LocalDateTime createTime;
}

添加一个消息发布者

新建一个 KafkaProvider 消息提供者类,源码如下:

/**
 * @author 犬小哈(公众号:小哈学Java)
 * @date 2019/4/12
 * @time 下午3:05
 * @discription 消息提供者
 **/
@Component
@Slf4j
public class KafkaProvider {

    /**
     * 消息 TOPIC
     */
    private static final String TOPIC = "xiaoha";

    @Autowired
    private KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate;

    public void sendMessage(long orderId, String orderNum, LocalDateTime createTime) {
        // 构建一个订单类
        Order order = Order.builder()
                .orderId(orderId)
                .orderNum(orderNum)
                .createTime(createTime)
                .build();

        // 发送消息,订单类的 json 作为消息体
        ListenableFuture<SendResult<String, String>> future =
                kafkaTemplate.send(TOPIC, JSONObject.toJSONString(order));

        // 监听回调
        future.addCallback(new ListenableFutureCallback<SendResult<String, String>>() {
            @Override
            public void onFailure(Throwable throwable) {
                log.info("## Send message fail ...");
            }

            @Override
            public void onSuccess(SendResult<String, String> result) {
                log.info("## Send message success ...");
            }
        });
    }
}

添加一个消息消费者

消息发送出去了,当然就需要一个消费者,消费者拿到消息后,再做相关的业务处理,这里,小哈仅仅是打印消息体。

添加 KafkaConsumer 消费者类:

/**
 * @author 犬小哈(公众号:小哈学Java)
 * @date 2019/4/12
 * @time 下午3:05
 * @discription 消息消费者
 **/
@Component
@Slf4j
public class KafkaConsumer {

    @KafkaListener(topics = "xiaoha", groupId = "group_id")
    public void consume(String message) {
        log.info("## consume message: {}", message);
    }
}

通过 @KafkaListener注解,我们可以指定需要监听的 topic 以及 groupId, 注意,这里的 topics 是个数组,意味着我们可以指定多个 topic,如:@KafkaListener(topics = {"xiaoha", "xiaoha2"}, groupId = "group_id")

注意:消息发布者的 TOPIC 需要保持与消费者监听的 TOPIC 一致,否者消费不到消息。

单元测试

新建单元测试,功能测试消息发布,以及消费。

/**
 * @author 犬小哈(公众号:小哈学Java)
 * @date 2019/4/12
 * @time 下午3:05
 * @discription
 **/
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringBootKafkaApplicationTests {

    @Autowired
    private KafkaProvider kafkaProvider;

    @Test
    public void sendMessage() throws InterruptedException {
        // 发送 1000 个消息
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            long orderId = i+1;
            String orderNum = UUID.randomUUID().toString();
            kafkaProvider.sendMessage(orderId, orderNum, LocalDateTime.now());
        }

        TimeUnit.MINUTES.sleep(1);
    }
}

发送 1000 个消息,看消息是否能够被正常发布与消费,控制台日志如下:

可以发现,1000 个消息被成功发送,且被正常消费。

我们再验证下 Kafka 的 topic 列表,看 xiaoha 这个topic 是否正常被创建, 执行 bin 目录下查看 topic 列表的 kafka-topics.sh 脚本:

bin/kafka-topics.sh --list --zookeeper localhost:2181

好了,大功告成!

总结

小哈今天主要和大家分享了,如何安装单机版的 kafka 环境、如何在 Spring Boot 2.x 中快速集成消息中间件 Kafka,以及演示了相关示例代码来发布消息、消费消息,希望大家看完过后有所收获,下期见!

GitHub 源码地址

https://github.com/weiwosuoai/spring-boot-tutorial/tree/master/spring-boot-kafka

参考资料

https://zh.wikipedia.org/wiki/Kafka

https://www.w3cschool.cn/apache_kafka/

https://juejin.im/post/5d406a925188255d352ab24e

https://www.jianshu.com/p/e1df7d18bb8f