spring-kafka之KafkaListener注解深入解读

2020 年 5 月 29 日
筆記
kafka

简介

Kafka目前主要作为一个分布式的发布订阅式的消息系统使用，也是目前最流行的消息队列系统之一。因此，也越来越多的框架对kafka做了集成，比如本文将要说到的spring-kafka。

Kafka既然作为一个消息发布订阅系统，就包括消息生成者和消息消费者。本文主要讲述的spring-kafka框架的kafkaListener注解的深入解读和使用案例。

解读

源码解读

@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD, ElementType.ANNOTATION_TYPE })

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)

@MessageMapping

@Documented

@Repeatable(KafkaListeners.class)

public @interface KafkaListener {



   /**

    * 消费者的id，当GroupId没有被配置的时候，默认id为GroupId

    */

   String id() default "";



   /**

    * 监听容器工厂，当监听时需要区分单数据还是多数据消费需要配置containerFactory      属性

    */

   String containerFactory() default "";



   /**

    * 需要监听的Topic，可监听多个，和 topicPattern 属性互斥
*/

   String[] topics() default {};




   /**

    * 需要监听的Topic的正则表达。和 topics,topicPartitions属性互斥
    */

   String topicPattern() default "";


   /**

    * 可配置更加详细的监听信息，必须监听某个Topic中的指定分区，或者从offset为200的偏移量开始监听，可配置该参数, 和 topicPattern 属性互斥
    */

   TopicPartition[] topicPartitions() default {};



   /**

    *侦听器容器组 

    */

   String containerGroup() default "";



   /**

    * 监听异常处理器，配置BeanName

    */

   String errorHandler() default "";



   /**

    * 消费组ID 

    */

   String groupId() default "";



   /**

    * id是否为GroupId

    */

   boolean idIsGroup() default true;



   /**

    * 消费者Id前缀

    */

   String clientIdPrefix() default "";



   /**

    * 真实监听容器的BeanName，需要在 BeanName前加 "__"

    */

   String beanRef() default "__listener";



}

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使用案例

ConsumerRecord类消费

使用ConsumerRecord类接收有一定的好处，ConsumerRecord类里面包含分区信息、消息头、消息体等内容，如果业务需要获取这些参数时，使用ConsumerRecord会是个不错的选择。如果使用具体的类型接收消息体则更加方便，比如说用String类型去接收消息体。

这里我们编写一个Listener方法，监听”topic1″Topic，并把ConsumerRecord里面所包含的内容打印到控制台中：

@Component

public class Listener {



    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(Listener.class);



    @KafkaListener(id = "consumer", topics = "topic1")

    public void consumerListener(ConsumerRecord<Integer, String> record) {

        log.info("topic.quick.consumer receive : " + record.toString());

    }



}

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批量消费

批量消费在现实业务场景中是很有实用性的。因为批量消费可以增大kafka消费吞吐量,提高性能。

批量消费实现步骤：

1、重新创建一份新的消费者配置，配置为一次拉取10条消息

2、创建一个监听容器工厂，命名为：batchContainerFactory，设置其为批量消费并设置并发量为5，这个并发量根据分区数决定，必须小于等于分区数，否则会有线程一直处于空闲状态。

3、创建一个分区数为8的Topic。

4、创建监听方法，设置消费id为“batchConsumer”，clientID前缀为“batch”，监听“batch”，使用“batchContainerFactory”工厂创建该监听容器。

@Component

public class BatchListener {



    private static final Logger log= LoggerFactory.getLogger(BatchListener.class);



    private Map<String, Object> consumerProps() {

        Map<String, Object> props = new HashMap<>();

        props.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "localhost:9092");

        props.put(ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, true);

        props.put(ConsumerConfig.AUTO_COMMIT_INTERVAL_MS_CONFIG, "1000");

        props.put(ConsumerConfig.SESSION_TIMEOUT_MS_CONFIG, "15000");

        //一次拉取消息数量

        props.put(ConsumerConfig.MAX_POLL_RECORDS_CONFIG, "10");

        props.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,

                NumberDeserializers.IntegerDeserializer.class);

        props.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG,

                StringDeserializer.class);

        return props;

    }



    @Bean("batchContainerFactory")

    public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory listenerContainer() {

        ConcurrentKafkaListenerContainerFactory container

                = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory();

        container.setConsumerFactory(new DefaultKafkaConsumerFactory(consumerProps()));

        //设置并发量，小于或等于Topic的分区数

        container.setConcurrency(5);

        //必须 设置为批量监听

        container.setBatchListener(true);

        return container;

    }



    @Bean

    public NewTopic batchTopic() {

        return new NewTopic("topic.batch", 8, (short) 1);

    }



    @KafkaListener(id = "batchConsumer",clientIdPrefix = "batch"

            ,topics = {"topic.batch"},containerFactory = "batchContainerFactory")

    public void batchListener(List<String> data) {

        log.info("topic.batch  receive : ");

        for (String s : data) {

            log.info(  s);

        }

    }

}

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监听Topic中指定的分区

使用@KafkaListener注解的topicPartitions属性监听不同的partition分区。

@TopicPartition：topic–需要监听的Topic的名称，partitions –需要监听Topic的分区id。

partitionOffsets –可以设置从某个偏移量开始监听，@PartitionOffset：partition –分区Id，非数组，initialOffset –初始偏移量。

@Bean

public NewTopic batchWithPartitionTopic() {

    return new NewTopic("topic.batch.partition", 8, (short) 1);

}



@KafkaListener(id = "batchWithPartition",clientIdPrefix = "bwp",containerFactory = "batchContainerFactory",

        topicPartitions = {

                @TopicPartition(topic = "topic.batch.partition",partitions = {"1","3"}),

                @TopicPartition(topic = "topic.batch.partition",partitions = {"0","4"},

                        partitionOffsets = @PartitionOffset(partition = "2",initialOffset = "100"))

        }

)

public void batchListenerWithPartition(List<String> data) {

    log.info("topic.batch.partition  receive : ");

    for (String s : data) {

        log.info(s);

    }

}

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注解方式获取消息头及消息体

当你接收的消息包含请求头，以及你监听方法需要获取该消息非常多的字段时可以通过这种方式。。这里使用的是默认的监听容器工厂创建的，如果你想使用批量消费，把对应的类型改为List即可，比如List<String> data ， List<Integer> key。

@Payload：获取的是消息的消息体，也就是发送内容

@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_MESSAGE_KEY)：获取发送消息的key

@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION_ID)：获取当前消息是从哪个分区中监听到的

@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC)：获取监听的TopicName

@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TIMESTAMP)：获取时间戳

@KafkaListener(id = "params", topics = "topic.params")

public void otherListener(@Payload String data,

                         @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_MESSAGE_KEY) Integer key,

                         @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION_ID) int partition,

                         @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) String topic,

                         @Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TIMESTAMP) long ts) {

    log.info("topic.params receive : \n"+

            "data : "+data+"\n"+

            "key : "+key+"\n"+

            "partitionId : "+partition+"\n"+

            "topic : "+topic+"\n"+

            "timestamp : "+ts+"\n"

    );

}

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使用Ack机制确认消费

Kafka是通过最新保存偏移量进行消息消费的，而且确认消费的消息并不会立刻删除，所以我们可以重复的消费未被删除的数据，当第一条消息未被确认，而第二条消息被确认的时候，Kafka会保存第二条消息的偏移量，也就是说第一条消息再也不会被监听器所获取，除非是根据第一条消息的偏移量手动获取。Kafka的ack 机制可以有效的确保消费不被丢失。因为自动提交是在kafka拉取到数据之后就直接提交，这样很容易丢失数据，尤其是在需要事物控制的时候。

使用Kafka的Ack机制比较简单，只需简单的三步即可：

设置ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG=false，禁止自动提交
设置AckMode=MANUAL_IMMEDIATE
监听方法加入Acknowledgment ack 参数

4．使用Consumer.seek方法，可以指定到某个偏移量的位置

@Component

public class AckListener {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(AckListener.class);



    private Map<String, Object> consumerProps() {

        Map<String, Object> props = new HashMap<>();

        props.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "localhost:9092");

        props.put(ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG, false);

        props.put(ConsumerConfig.AUTO_COMMIT_INTERVAL_MS_CONFIG, "1000");

        props.put(ConsumerConfig.SESSION_TIMEOUT_MS_CONFIG, "15000");

        props.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, IntegerDeserializer.class);

        props.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class);

        return props;

    }



    @Bean("ackContainerFactory")

    public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory ackContainerFactory() {

        ConcurrentKafkaListenerContainerFactory factory = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory();

        factory.setConsumerFactory(new DefaultKafkaConsumerFactory(consumerProps()));

        factory.getContainerProperties().setAckMode(AbstractMessageListenerContainer.AckMode.MANUAL_IMMEDIATE);

        factory.setConsumerFactory(new DefaultKafkaConsumerFactory(consumerProps()));

        return factory;

    }





    @KafkaListener(id = "ack", topics = "topic.ack", containerFactory = "ackContainerFactory")

    public void ackListener(ConsumerRecord record, Acknowledgment ack) {

        log.info("topic.quick.ack receive : " + record.value());

        ack.acknowledge();

    }

}

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解决重复消费

上一节中使用ack手动提交偏移量时，假如consumer挂了重启，那它将从committed offset位置开始重新消费，而不是consume offset位置。这也就意味着有可能重复消费。

在0.9客户端中，有3种ack策略：

策略1：自动的，周期性的ack。

策略2：consumer.commitSync()，调用commitSync，手动同步ack。每处理完1条消息，commitSync 1次。

策略3：consumer. commitASync()，手动异步ack。、

那么使用策略2，提交每处理完1条消息，就发送一次commitSync。那这样是不是就可以解决“重复消费”了呢？如下代码：

while (true) {

        List<ConsumerRecord> buffer = new ArrayList<>();

        ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(100);

        for (ConsumerRecord<String, String> record : records) {

            buffer.add(record);

        }

        insertIntoDb(buffer);    //消除处理，存到db

        consumer.commitSync();   //同步发送ack

        buffer.clear();

    }

}

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答案是否定的！因为上面的insertIntoDb和commitSync做不到原子操作：如果在数据处理完成，commitSync的时候挂了，服务器再次重启，消息仍然会重复消费。

那么如何解决重复消费的问题呢？答案是自己保存committed offset，而不是依赖kafka的集群保存committed offset，把消息的处理和保存offset做成一个原子操作，并且对消息加入唯一id,进行判重。

依照官方文档,要自己保存偏移量,需要:

enable.auto.commit=false, 禁用自动ack。
每次取到消息，把对应的offset存下来。
下次重启，通过consumer.seek函数，定位到自己保存的offset，从那开始消费。
更进一步处理可以对消息加入唯一id,进行判重。

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