【项目实战】Java 开发 Kafka 消费者

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1、什么是 Kafka 消费者

🔔 Kafka 消费者是使用 Apache Kafka 消息队列系统的应用程序，它们用于从 Kafka 主题（topics）中读取消息。消费者订阅一个或多个主题，并从这些主题中拉取消息以进行处理。消费者可以以不同的方式配置，例如，可以指定消息的偏移量（offset）以从特定位置开始消费消息，还可以指定消费者组（consumer group）以实现消息的分组消费。消费者是 Kafka 中的重要组成部分，用于实现可靠的消息传递和数据处理。

2、 Java 如何使用 Kafka 消费者

首先引入依赖

<dependency>
 	<groupId>org.apache.kafka</groupId>
    <artifactId>kafka-clients</artifactId>
    <version>2.8.0</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
    <artifactId>spring-kafka</artifactId>
    <version>2.7.2</version>
</dependency>

以下代码创建一个简单的 Kafka 消费者：

package com.pany.camp.kafka;

import org.apache.kafka.clients.consumer.Consumer;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer;

import java.time.Duration;
import java.util.Collections;
import java.util.Properties;

/**
 *
 * @description: Kafka 消费者
 * @copyright: @Copyright (c) 2022
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0
 * @createTime: 2023-06-26 18:04
 */
public class KafkaConsumerExample {
    private static final String TOPIC_NAME = "test-topic";
    private static final String BOOTSTRAP_SERVERS = "localhost:9092";
    private static final String GROUP_ID = "test-group";

    public static void main(String[] args) {
        Properties props = new Properties();
        props.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, BOOTSTRAP_SERVERS);
        props.put(ConsumerConfig.GROUP_ID_CONFIG, GROUP_ID);
        props.put(ConsumerConfig.KEY_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
        props.put(ConsumerConfig.VALUE_DESERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringDeserializer.class.getName());
        Consumer<String, String> consumer = new KafkaConsumer<>(props);
        consumer.subscribe(Collections.singletonList(TOPIC_NAME));
        while (true) {
            ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofMillis(100));
            records.forEach(record -> {
                System.out.printf("Received message: key=%s, value=%s, partition=%d, offset=%d\n",
                        record.key(), record.value(), record.partition(), record.offset());
            });
        }
    }
}

"test-topic" 替换为你要消费的 Kafka 主题的名称，将 "localhost:9092" 替换为 Kafka 服务器的地址，将 "test-group" 替换为你的消费者组的唯一标识符。

3、SpringBoot 如何使用 Kafka 消费者/ 消费者组

消费者是通过 @KafkaListener 监听消息获取的，案例如下：

package com.pany.camp.kafka;

import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.springframework.kafka.annotation.KafkaListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Optional;

/**
 *
 * @description:  kafka 消费者
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-07-14 8:31
 */
@Component
public class kafkaConsumerListenerExample {

    @KafkaListener(topics = "your_topic_name", groupId = "your_consumer_group_id")
    public void consume(ConsumerRecord<?, ?> record) {
        Optional<?> value = Optional.ofNullable(record.value());
        // 进行消息处理逻辑
        System.out.println("print message: " + value);
    }
}

4、@KafkaListener 参数说明

@KafkaListener 用于监听 Kafka 主题中的消息，并在消息到达时执行相应的逻辑。

KafkaListener 注解有以下参数：

• 🐔 id ：监听器的唯一标识符。如果未指定，默认为方法的名称。
• 🐔 topics ：要监听的 Kafka 主题列表。可以监听多个主题，以逗号分隔。
• 🐔 topicPattern ：要监听的 Kafka 主题的正则表达式模式。与 topics 参数互斥，只能选择其中一个。
• 🐔 containerFactory ：用于创建 Kafka 容器的工厂类。如果未指定，默认使用默认工厂类。
• 🐔 concurrency ：并发处理消息的线程数。默认为 1。
• 🐔 groupId ：Kafka 消费者组的标识符。如果未指定，默认为应用程序的名称。
• 🐔 clientIdPrefix ：Kafka 消费者的客户端 ID 的前缀。如果未指定，默认为空。
• 🐔 autoStartup ：是否在应用程序启动时自动启动监听器。默认为 true。
• 🐔 properties ：Kafka 消费者的其他属性配置。 这些参数可以根据具体需求进行配置，以便创建适合的 Kafka 消息监听器。

5、你必须知道的 @KafkaListener 实现原理

KafkaListener 的底层实现原理涉及到 Spring Kafka 的注解处理器和 Kafka 消费者的集成。 注解的处理过程：

1. 注解处理器：

• Spring Kafka 框架中的注解处理器负责解析和处理 KafkaListener 注解。
• 在应用程序启动时，注解处理器会扫描所有的 Bean，查找带有 KafkaListener 注解的方法，并为每个方法创建一个 KafkaMessageListenerContainer 对象。
• 注解处理器会解析注解上的参数，例如指定的 Kafka 主题、消费者组 ID、反序列化器等。

2. 创建 Kafka 消费者：

• KafkaMessageListenerContainer 对象负责创建和管理底层的 Kafka 消费者。
• 根据注解上的参数，KafkaMessageListenerContainer 会创建一个或多个 Kafka 消费者，并配置消费者的相关属性。
• 消费者的创建和配置是通过 Apache Kafka 客户端库实现的，Spring Kafka 提供了对客户端库的封装和集成。

3. 消费 Kafka 消息：

• KafkaMessageListenerContainer 对象会启动 Kafka 消费者，开始轮询 Kafka 服务器以获取新的消息。
• 当有消息到达时，消费者会将消息传递给带有 KafkaListener 注解的方法进行处理。
• 方法可以根据业务逻辑进行相应的处理，例如解析消息内容、进行数据处理、调用其他服务等。
• 处理完成后，可以选择确认消息的消费，或者抛出异常以触发重试机制。

4. 并发处理消息：

• KafkaMessageListenerContainer 支持并发处理消息，可以通过配置 concurrency 参数来指定处理消息的线程数。
• 如果设置了并发处理，KafkaMessageListenerContainer 会为每个线程创建一个独立的 Kafka 消费者，并通过分区分配策略将消息分配给不同的线程进行处理。
• 这样可以提高消息处理的吞吐量。

写在最后

Kafka消费者的优点是具有高吞吐量和低延迟的特性，能够处理大规模的消息流。它支持水平扩展，可以通过增加消费者实例来提高处理能力。此外，Kafka消费者还具有消息的持久化和可靠性保证，能够处理高并发的消息消费。

然而，Kafka消费者也存在一些缺点。首先，Kafka消费者的配置和管理相对复杂，需要关注许多参数和细节。其次，Kafka消费者在处理消息时需要自行管理偏移量，确保消息的有序性和正确性，这对于开发人员来说可能需要额外的工作。此外，Kafka消费者对于实时性要求较高的场景可能不太适用，因为消息的传递可能存在一定的延迟。

总的来说，Kafka消费者适用于需要处理大规模消息流的场景，对于数据的可靠性和持久化有较高要求，但在配置和管理上需要额外的注意和工作。

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