Kafka处理大量数据以满足各式各样的需求

1. Kafka 诞生背景

Kafka 是最初由 Linkedin 公司开发,是一个分布式、支持分区的(partition)、多副本的(replica),基于 zookeeper 协调的分布式消息系统,它的最大的特性就是可以实时的处理大量数据以满足各种需求场景:比如基于 hadoop 的批处理系统、低延迟的实时系统、storm/Spark 流式处理引擎,web/nginx 日志、访问日志,消息服务等等,用 scala 语言编写,Linkedin 于 2010 年贡献给了 Apache 基金会并成为顶级开源项目。

当今社会各种应用系统诸如商业、社交、搜索、浏览等像信息工厂一样不断的生产出各种信息,在大数据时代,我们面临如下几个挑战:

  1.  如何收集这些巨大的信息;
  2.  如何分析它;
  3.  如何及时做到如上两点;

以上几个挑战形成了一个业务需求模型,即 生产者生产(produce)各种信息,消费者消费(consume)(处理分析)这些信息,而在生产者与消费者之间,需要一个沟通两者的桥梁-消息系统 。从一个微观层面来说,这种需求也可理解为不同的系统之间如何传递消息。

Kafka 一个分布式消息系统应运而生:

  1.  Kafka-由 linked-in 开源;
  2.  kafka-即是解决上述这类问题的一个框架,它实现了生产者和消费者之间的无缝连接;
  3.  kafka-高产出的分布式消息系统(A high-throughput distributed messaging system);

2. 为何使用消息系统

  •  解耦 :

允许你独立的扩展或修改两边的处理过程,只要确保它们遵守同样的接口约束。

  •  冗余 :

消息队列把数据进行持久化直到它们已经被完全处理,通过这一方式规避了数据丢失风险。许多消息队列所采用的"插入-获取-删除"范式中,在把一个消息从队列中删除之前,需要你的处理系统明确的指出该消息已经被处理完毕,从而确保你的数据被安全的保存直到你使用完毕。

  •  扩展性 :

因为消息队列解耦了你的处理过程,所以增大消息入队和处理的频率是很容易的,只要另外增加处理过程即可。

  •  灵活性 & 峰值处理能力 :

在访问量剧增的情况下,应用仍然需要继续发挥作用,但是这样的突发流量并不常见。如果为以能处理这类峰值访问为标准来投入资源随时待命无疑是巨大的浪费。使用消息队列能够使关键组件顶住突发的访问压力,而不会因为突发的超负荷的请求而完全崩溃。

  •  可恢复性 :

系统的一部分组件失效时,不会影响到整个系统。消息队列降低了进程间的耦合度,所以即使一个处理消息的进程挂掉,加入队列中的消息仍然可以在系统恢复后被处理。

  •  顺序保证 :

在大多使用场景下,数据处理的顺序都很重要。大部分消息队列本来就是排序的,并且能保证数据会按照特定的顺序来处理。(Kafka 保证一个 Partition 内的消息的有序性)

  •  缓冲 :

有助于控制和优化数据流经过系统的速度,解决生产消息和消费消息的处理速度不一致的情况。

  •  异步通信 :

很多时候,用户不想也不需要立即处理消息。消息队列提供了异步处理机制,允许用户把一个消息放入队列,但并不立即处理它。想向队列中放入多少消息就放多少,然后在需要的时候再去处理它们。

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