《快手万亿级别Kafka集群应用实践与技术演进之路》观后心得

本文用于记录观看快手万亿级别Kafka集群应用实践与技术演进之路演讲后的心得,从中确实学到了很多,快手作为kafka的重度使用者,对kafka集群从不同角度优化,其中发现问题,解决问题的思路都值得学习

以下这张图是本次演讲的内容,分章节阐述具体内容

平滑扩容

kafka集群节点扩容时,要做副本迁移,但kafka是从副本最开始的offset同步的,并且消息是在不断写入的,那么就要去同步的速度要大于写入的速度,才有可能同步完,要么就会产生以下问题

磁盘读取

从最开始的offset开始迁移,就极有可能是在磁盘上,而不是在pageCache中,迁移过程将加大磁盘的负载,影响生产者的写入效率,造成不稳定

同时kafka有消息过期机制,假设同步完成后,消息过期了,就白同步了。而在大型集群中,一次同步动辄几个小时都是有可能的

解决方式

对最早的offset同步产生质疑,是否有可能从最新的offset开始同步,答案是肯定的,但是这样做会有消费者丢失数据的情况。
假设以下情形,消费者拉取消息offset为5,高水位线为8,LEO为10,此时集群扩容,新副本从10开始同步,那么新副本成为leader后,就丢失了6-9的数据

解决这个问题也不难,快手的解决方案是同步一段时间,等所有消费者都已经消费。
我个人的观点是从消费者已提交的位置开始同步,保险起见可以再往前一部分offset

Mirror集群

MirrorMarker是用于同步多个kafka集群的工具,但它有很多缺点,不足以大规模应用

  1. 无法同步消费者offset
  2. 缺乏监控
  3. topic是静态配置的,增加topic需要重启MirrorMarker
  4. 只支持一个集群到另一个集群的同步,无法同步多个集群

资源隔离

kafka网络请求处理模型一文中,阐述了Processor是如何将请求放入requestQueue中的,
kafka请求处理流程
该队列是一个有界队列,大小由queued.max.requests参数控制,默认是500,当某一个topic出现问题时,kafka处理速度变慢,导致队列满了,后续请求被阻塞,向上导致Processor和Acceptor接收网络请求被阻塞,这是不能接受的
快手的策略是多队列,每个队列后面跟一个worker线程池(KafkaRequestHandlerPoll), 同时发现队列满了以后,请求被丢弃

cache改造

cache改造是我很感兴趣的一个部分,原来pageCache有很多稳定性问题,导致缓存命中率降低

在理想情况下,生产者发送的消费写入到pageCache中,消费者在缓存未失效的情况下,从pageCache中读取,整个过程是基于内存的,效率非常高
但是这以下两种情况下,pageCache会被污染,到时消息在pageCache中失效,需要从磁盘中读取,降低了效率

  1. 线上环境消息积压是极有可能的情况,被积压的消息大概率是在磁盘中,此时消费者拉取消息就会将历史消息加载pageCache中
    而正常topic写入的消息能够使用的pageCache就减少了,又会被写入到磁盘中,此时正常topic的消费者来消费时就要读取磁盘,降低了pageCache的命中率
  2. follower副本从leader副本同步后,也要写入到broker磁盘中区,但是它也是要先写到pageCache中,我们都知道kafka中的follower副本是不提供读写能力的,那么它也写到pageCache中就很浪费内存了

解决方式

让kafka不要重度依赖pageCache,构建kafka自己的内存cache
kafka-cache

基于以上设计,consumer拉取消费时,先从cache中获取消息,没有再去pageCache中获取

Author: 紫夜
Link: https://greedypirate.github.io/2019/11/21/《快手万亿级别Kafka集群应用实践与技术演进之路》观后心得/
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