kafka保证数据有序性小结

最近，项目中使用过kafka但是不太理解，然后各种搜博客补习。然后对kafka如何保证数据的有序性很感兴趣，于是乎，又疯狂找博客学习，现在可以说是小有心得，在这里记录一下，怕忘记。也作为给大家的一个分享。本文内容为集多家之长，根据自己的理解就诞生了这篇内容，开始。

自己在学习的过程中，看完博客结合自己理解的小结如下：

研究如何保障kafka消费的顺序性，宗旨就是通过将消息绑定到定向的分区或者队列来保证顺序性，通过增加分区或者线程来提升消费能力。

1.要保证生产者发消息发的是顺序性的消息，这个好解决，发消息的时候指定一下key相同的key会发送到一个分区中，而分区时有序的在发消息的时候多个操作（下单，支付）保证顺序的话，保证这些操作在一个topic下的同一个分区，topic好指定，分区也好指定发送的时候指定key相同的key会去到同一个分区中，kafkaTemplate.send（topic,partition,key,data）有参数可以指定key。意思就是保证发消息的时候有序，发到同一个分区中，那么消费的时候也是有序的，因为分区可以理解为一个队列，消息先进先出。

2.单线程有序的话，发的时候有序你消费的时候直接消费也是有序的，但是这样当消息量很大的时候，单线程消费的肯定很慢，这个时候你只能扩展分区，扩展消费者（这个时候就是指定分区消费了），效率会高一些，但是高到一定程度的时候你还想扩展只能加机器了，做集群，这样成本就提升了

 3.第三种就是老板不让加机器，要从技术层面解决问题，那只能开多线程消费了，生产者还是按照key发消息不变，消费者拿到消息之后开个多线程进行消费，虽然是拿到消息的时候是有序的，但是线程有快慢，线程处理的速度不同，会导致有序性打乱了。这时候想办法解决这个问题，模仿kafka分区的方法，消费者拿到消息之后，消费之前把消息按照key的hash值取模，放到队列中，这个时候保证了队列中的消息有序

然后，让线程池消费队列中的消息即可。但是第三种没有跑通，还得思考。8.1号跑通了，搜了其他的文章，知道了是那个类实现了ApplicationRunner接口，重写public void run(ApplicationArguments args) {方法，在这个带参数的run方法中，开了两个线程去执行消费的任务，作用就是初始化内容的，实在applicaion的main方法执行完之后要立即执行这个ApplicationRunner接口的实现方法的run方法。在这个方法中可以初始化你想提前加载的信息。

理论知识结束，上代码：

实现顺序性原理：消息发送的时候保证有序，设置相同的key会把消息投递到同一个分区的topic中，再由一个消费者来消费该分区topic。

topic: "topic_query_p3r1" 分配了三个partition分区

producer 投递顺序消息

** 同一组行为设置相同的key，会把这组数据投递到同一分区topic**中。

/**
     * 投递顺序性消息，根据用户id做取模推送到不同分区的topic中
     * 相同的key推送到同一分区中
    *  第一个参数：topic
    * 第二个参数：key
    * 第三个参数：发送的消息内容
    * 三个参数全部是sring类型
     */
    @RequestMapping("/kafka2")
    public String testKafka2() {
        for (int userId = 0; userId < 300; userId++) {
            kafkaTemplate.send("topic_query_p3r1", userId + "", "insert" + userId);
            kafkaTemplate.send("topic_query_p3r1", userId + "", "update" + userId);
            kafkaTemplate.send("topic_query_p3r1", userId + "", "delete" + userId);
        }
        return null;
    }

consumer 消费顺序消息

前提是生产者发消息的时候指定key了

方式1 - 直接进行消费

** **因为投递的相同行为的消息是有序的，所以直接消费也不会有问题。

/**
     * 消费topic_query_p3r1主题，ConsumerGroupId1消费组
     */
    @KafkaListener(topics = "topic_query_p3r1", groupId = "ConsumerGroupId1")
    public void p3r2ConsumerGroupId0(ConsumerRecord<?, ?> consumer) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者A topic名称:" + consumer.topic() +
                ", key:" + consumer.key() +
                ", value:" + consumer.value() +
                ", 分区位置:" + consumer.partition() +
                ", 下标" + consumer.offset()+"    "+Thread.currentThread().getId());
        Thread.sleep(10);
}

方式2.1 - 一个消费者来指定具体分区进行消费

** **指定具体分区来进行消费。

 /**
     * 消费者，解决消息顺序性
     * 注解参数：partitions=0表示：只消费该主题中0分区的数据。
     */
    @KafkaListener(topicPartitions = {@TopicPartition(topic = "topic_query_p3r1", partitions = {"0"})}, groupId = "ConsumerGroupId1")
    public void receive(ConsumerRecord<?, ?> consumer) {
        System.out.println("消费者C topic名称:" + consumer.topic() +
                ",key:" + consumer.key() + "," +
                ",value:" + consumer.value() + "," +
                "分区位置:" + consumer.partition() +
                ", 下标" + consumer.offset());
    }

方式2.2 - 多个消费者来指定不同分区进行消费。

写多个消费者方法来分别指向不同分区，提高消费速度，但是此方法不灵活。

/**
     * 消费0分区的topic_query_p3r1主题消费者，ConsumerGroupId1消费组
     */
    @KafkaListener(topicPartitions = {@TopicPartition(topic = "topic_query_p3r1", partitions = {"0"})}, groupId = "ConsumerGroupId1")
    public void p3r2ConsumerGroupId0(ConsumerRecord<?, ?> consumer) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者A topic名称:" + consumer.topic() +
                ", key:" + consumer.key() +
                ", value:" + consumer.value() +
                ", 分区位置:" + consumer.partition() +
                ", 下标" + consumer.offset()+"    "+Thread.currentThread().getId());
        Thread.sleep(10);
    }
    /**
     * 消费1分区的topic_query_p3r1主题消费者，ConsumerGroupId1消费组
     */
    @KafkaListener(topicPartitions = {@TopicPartition(topic = "topic_query_p3r1", partitions = {"1"})}, groupId = "ConsumerGroupId1")
    public void p3r2ConsumerGroupId1(ConsumerRecord<?, ?> consumer) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者A topic名称:" + consumer.topic() +
                ", key:" + consumer.key() +
                ", value:" + consumer.value() +
                ", 分区位置:" + consumer.partition() +
                ", 下标" + consumer.offset()+"    "+Thread.currentThread().getId());
        Thread.sleep(10);
    }
    /**
     * 消费2分区的topic_query_p3r1主题消费者，ConsumerGroupId1消费组
     */
    @KafkaListener(topicPartitions = {@TopicPartition(topic = "topic_query_p3r1", partitions = {"2"})}, groupId = "ConsumerGroupId1")
    public void p3r2ConsumerGroupId2(ConsumerRecord<?, ?> consumer) throws InterruptedException {
        System.out.println("消费者A topic名称:" + consumer.topic() +
                ", key:" + consumer.key() +
                ", value:" + consumer.value() +
                ", 分区位置:" + consumer.partition() +
                ", 下标" + consumer.offset()+"    "+Thread.currentThread().getId());
        Thread.sleep(10);
    }

多线程顺序消费

可以看出图都是拿别人的，但是这张图很棒，描述的很清楚

这段代码把我坑死了，原文是没有implements ApplicationRunner {这段代码的直接开始内容，我弄到我本地根本跑不起来，还报错，最后多方查，看到重写的

run(ApplicationArguments args) { 这个方法带参数，才反推出来时实现了ApplicationRunner 接口，不过兄弟们，这个雷我踩过了，放心食用吧。

@RestController
@Slf4j
public class ShunXuConsumerMoreThread implements ApplicationRunner {
    @Autowired
    private KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate;
    // 使用两个内存队列
    final int queueLingth = 2;

    // 创建两个内存队列
    Queue<Map> queueA = new ConcurrentLinkedQueue<>();
    Queue<Map> queueB = new ConcurrentLinkedQueue<>();

    /**
     * 投递顺序性消息，根据用户id做取模推送到不同分区的topic中
     * 相同的key推送到相同的分区中
     */
    @RequestMapping("/kafka2")
    public String testKafka2() {
        for (int userId = 0; userId < 300; userId++) {
            kafkaTemplate.send("topic_query_2", userId + "", "insert" + userId);
            kafkaTemplate.send("topic_query_2", userId + "", "update" + userId);
            kafkaTemplate.send("topic_query_2", userId + "", "delete" + userId);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 主题消费者-把相同行为的数据放到同一内存队列中
     */
    @KafkaListener(topics = "topic_query_2", groupId = "ConsumerGroupId1")
    public void p3r2ConsumerGroupId0(ConsumerRecord<?, ?> consumer){
        // 1.封装消息参数
        Map param = new HashMap();
        param.put("topic", consumer.topic());
        param.put("key", consumer.key());
        param.put("value", consumer.value());
        param.put("p", consumer.partition());

        // 2.把相同行为(key)数据添加到同一内存队列中
        int queueHash = consumer.key().hashCode() % queueLingth;
        if (queueHash == 0) {
            queueA.add(param);
        }
        if (queueHash == 1) {
            queueB.add(param);
        }
    }

    // 开启两个线程消费内存队列中的消息 ApplicationRunner接口常用于项目启动后，（也就是ApringApplication.run()执行结束），立马执行某些逻辑。
    //这里是立即启动两个线程
    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (queueA.size() > 0) {
                        Map poll = queueA.poll();
                        //业务逻辑
                        System.out.println("Thrend-Id: " + Thread.currentThread().getId() +
                                "  topic：" + poll.get("topic") +
                                "  key:" + poll.get("key") +
                                "  value:" + poll.get("value") +
                                "  partition:" + poll.get("p"));

                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    if (queueB.size() > 0) {
                        Map poll = queueB.poll();
                        //业务逻辑
                        System.out.println("Thrend-Id: " + Thread.currentThread().getId() + "  topic：" + poll.get("topic") + "  key:" + poll.get("key") + "  value:" + poll.get("value") + "  partition:" + poll.get("p"));

                        try {
                            Thread.sleep(10);
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

打印：insert、update、delete都是有序的。相同行为都在同一线程下执行。

消费是按照顺序的，正常！！！

参考博客：kafka顺序性投递，顺序性消费代码_祁_z的博客-CSDN博客_kafka顺序消费代码