SpringBoot整合Kafka工具類的詳細程式碼

2022-09-28 14:00:14

kafka是什麼？

Kafka是由Apache軟體基金會開發的一個開源流處理平臺，由Scala和Java編寫。Kafka是一種高吞吐量的分散式釋出訂閱訊息系統，它可以處理消費者在網站中的所有動作流資料。這種動作（網頁瀏覽，搜尋和其他使用者的行動）是在現代網路上的許多社會功能的一個關鍵因素。這些資料通常是由於吞吐量的要求而通過處理紀錄檔和紀錄檔聚合來解決。對於像Hadoop一樣的紀錄檔資料和離線分析系統，但又要求實時處理的限制，這是一個可行的解決方案。Kafka的目的是通過Hadoop的並行載入機制來統一線上和離線的訊息處理，也是為了通過叢集來提供實時的訊息。

應用場景

訊息系統： Kafka 和傳統的訊息系統（也稱作訊息中介軟體）都具備系統解耦、冗餘儲存、流量削峰、緩衝、非同步通訊、擴充套件性、可恢復性等功能。與此同時，Kafka 還提供了大多數訊息系統難以實現的訊息順序性保障及回溯消費的功能。
儲存系統： Kafka 把訊息持久化到磁碟，相比於其他基於記憶體儲存的系統而言，有效地降低了資料丟失的風險。也正是得益於 Kafka 的訊息持久化功能和多副本機制，我們可以把 Kafka 作為長期的資料儲存系統來使用，只需要把對應的資料保留策略設定為“永久”或啟用主題的紀錄檔壓縮功能即可。
流式處理平臺： Kafka 不僅為每個流行的流式處理框架提供了可靠的資料來源，還提供了一個完整的流式處理類庫，比如視窗、連線、變換和聚合等各類操作。

下面看下SpringBoot整合Kafka工具類的詳細程式碼。

pom.xml

 <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.kafka</groupId>
            <artifactId>kafka-clients</artifactId>
            <version>2.6.3</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>fastjson</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.83</version>
        </dependency>

工具類

package com.bbl.demo.utils;

import org.apache.commons.lang3.exception.ExceptionUtils;
import org.apache.kafka.clients.admin.*;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerConfig;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord;
import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecords;
import org.apache.kafka.clients.consumer.KafkaConsumer;
import org.apache.kafka.clients.producer.KafkaProducer;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.apache.kafka.common.KafkaFuture;
import org.apache.kafka.common.errors.TopicExistsException;
import org.apache.kafka.common.errors.UnknownTopicOrPartitionException;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;

import java.time.Duration;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ExecutionException;


public class KafkaUtils {
    private static AdminClient admin;
    /**
     * 私有靜態方法，建立Kafka生產者
     * @author o
     * @return KafkaProducer
     */
    private static KafkaProducer<String, String> createProducer() {
        Properties props = new Properties();
        //宣告kafka的地址
        props.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"node01:9092,node02:9092,node03:9092");
        //0、1 和 all：0表示只要把訊息傳送出去就返回成功；1表示只要Leader收到訊息就返回成功；all表示所有副本都寫入資料成功才算成功
        props.put("acks", "all");
        //重試次數
        props.put("retries", Integer.MAX_VALUE);
        //批次處理的位元組數
        props.put("batch.size", 16384);
        //批次處理的延遲時間，當批次資料未滿之時等待的時間
        props.put("linger.ms", 1);
        //用來約束KafkaProducer能夠使用的記憶體緩衝的大小的，預設值32MB
        props.put("buffer.memory", 33554432);
        // properties.put("value.serializer",
        // "org.apache.kafka.common.serialization.ByteArraySerializer");
        // properties.put("key.serializer",
        // "org.apache.kafka.common.serialization.ByteArraySerializer");
        props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
        return new KafkaProducer<String, String>(props);
    }

    /**
     * 私有靜態方法，建立Kafka消費者
     * @author o
     * @return KafkaConsumer
     */
    private static KafkaConsumer<String, String> createConsumer() {
        Properties props = new Properties();
        //宣告kafka的地址
        props.put(ConsumerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,"node01:9092,node02:9092,node03:9092");
        //每個消費者分配獨立的消費者組編號
        props.put("group.id", "111");
        //如果value合法，則自動提交偏移量
        props.put("enable.auto.commit", "true");
        //設定多久一次更新被消費訊息的偏移量
        props.put("auto.commit.interval.ms", "1000");
        //設定對談響應的時間，超過這個時間kafka可以選擇放棄消費或者消費下一條訊息
        props.put("session.timeout.ms", "30000");
        //自動重置offset
        props.put("auto.offset.reset","earliest");
        // properties.put("value.serializer",
        // "org.apache.kafka.common.serialization.ByteArraySerializer");
        // properties.put("key.serializer",
        // "org.apache.kafka.common.serialization.ByteArraySerializer");
        props.put("value.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
        props.put("key.deserializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
        return new KafkaConsumer<String, String>(props);
    }
    /**
     * 私有靜態方法，建立Kafka叢集管理員物件
     * @author o
     */
    public static void createAdmin(String servers){
        Properties props = new Properties();
        props.put(AdminClientConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG,servers);
        admin = AdminClient.create(props);
    }

    /**
     * 私有靜態方法，建立Kafka叢集管理員物件
     * @author o
     * @return AdminClient
     */
    private static void createAdmin(){
        createAdmin("node01:9092,node02:9092,node03:9092");
    }

    /**
     * 傳入kafka約定的topic,json格式字串，傳送給kafka叢集
     * @author o
     * @param topic
     * @param jsonMessage
     */
    public static void sendMessage(String topic, String jsonMessage) {
        KafkaProducer<String, String> producer = createProducer();
        producer.send(new ProducerRecord<String, String>(topic, jsonMessage));
        producer.close();
    }

    /**
     * 傳入kafka約定的topic消費資料，用於測試，資料最終會輸出到控制檯上
     * @author o
     * @param topic
     */
    public static void consume(String topic) {
        KafkaConsumer<String, String> consumer = createConsumer();
        consumer.subscribe(Arrays.asList(topic));
        while (true) {
            ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofSeconds(100));
            for (ConsumerRecord<String, String> record : records){
                System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s",record.offset(), record.key(), record.value());
                System.out.println();
            }
        }
    }
    /**
     * 傳入kafka約定的topic陣列，消費資料
     * @author o
     * @param topics
     */
    public static void consume(String ... topics) {
        KafkaConsumer<String, String> consumer = createConsumer();
        consumer.subscribe(Arrays.asList(topics));
        while (true) {
            ConsumerRecords<String, String> records = consumer.poll(Duration.ofSeconds(100));
            for (ConsumerRecord<String, String> record : records){
                System.out.printf("offset = %d, key = %s, value = %s",record.offset(), record.key(), record.value());
                System.out.println();
            }
        }
    }
    /**
     * 傳入kafka約定的topic,json格式字串陣列，傳送給kafka叢集
     * 用於批次傳送訊息，效能較高。
     * @author o
     * @param topic
     * @param jsonMessages
     * @throws InterruptedException
     */
    public static void sendMessage(String topic, String... jsonMessages) throws InterruptedException {
        KafkaProducer<String, String> producer = createProducer();
        for (String jsonMessage : jsonMessages) {
            producer.send(new ProducerRecord<String, String>(topic, jsonMessage));
        }
        producer.close();
    }

    /**
     * 傳入kafka約定的topic,Map集合，內部轉為json傳送給kafka叢集 <br>
     * 用於批次傳送訊息，效能較高。
     * @author o
     * @param topic
     * @param mapMessageToJSONForArray
     */
    public static void sendMessage(String topic, List<Map<Object, Object>> mapMessageToJSONForArray) {
        KafkaProducer<String, String> producer = createProducer();
        for (Map<Object, Object> mapMessageToJSON : mapMessageToJSONForArray) {
            String array = JSONObject.toJSON(mapMessageToJSON).toString();
            producer.send(new ProducerRecord<String, String>(topic, array));
        }
        producer.close();
    }

    /**
     * 傳入kafka約定的topic,Map，內部轉為json傳送給kafka叢集
     * @author o
     * @param topic
     * @param mapMessageToJSON
     */
    public static void sendMessage(String topic, Map<Object, Object> mapMessageToJSON) {
        KafkaProducer<String, String> producer = createProducer();
        String array = JSONObject.toJSON(mapMessageToJSON).toString();
        producer.send(new ProducerRecord<String, String>(topic, array));
        producer.close();
    }

    /**
     * 建立主題
     * @author o
     * @param name 主題的名稱
     * @param numPartitions 主題的分割區數
     * @param replicationFactor 主題的每個分割區的副本因子
     */
    public static void createTopic(String name,int numPartitions,int replicationFactor){
        if(admin == null) {
            createAdmin();
        }
        Map<String, String> configs = new HashMap<>();
        CreateTopicsResult result = admin.createTopics(Arrays.asList(new NewTopic(name, numPartitions, (short) replicationFactor).configs(configs)));
        //以下內容用於判斷建立主題的結果
        for (Map.Entry<String, KafkaFuture<Void>> entry : result.values().entrySet()) {
            try {
                entry.getValue().get();
                System.out.println("topic "+entry.getKey()+" created");
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                if (ExceptionUtils.getRootCause(e) instanceof TopicExistsException) {
                    System.out.println("topic "+entry.getKey()+" existed");
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 刪除主題
     * @author o
     * @param names 主題的名稱
     */
    public static void deleteTopic(String name,String ... names){
        if(admin == null) {
            createAdmin();
        }
        Map<String, String> configs = new HashMap<>();
        Collection<String> topics = Arrays.asList(names);
        topics.add(name);
        DeleteTopicsResult result = admin.deleteTopics(topics);
        //以下內容用於判斷刪除主題的結果
        for (Map.Entry<String, KafkaFuture<Void>> entry : result.values().entrySet()) {
            try {
                entry.getValue().get();
                System.out.println("topic "+entry.getKey()+" deleted");
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                if (ExceptionUtils.getRootCause(e) instanceof UnknownTopicOrPartitionException) {
                    System.out.println("topic "+entry.getKey()+" not exist");
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 檢視主題詳情
     * @author o
     * @param names 主題的名稱
     */
    public static void describeTopic(String name,String ... names){
        if(admin == null) {
            createAdmin();
        }
        Map<String, String> configs = new HashMap<>();
        Collection<String> topics = Arrays.asList(names);
        topics.add(name);
        DescribeTopicsResult result = admin.describeTopics(topics);
        //以下內容用於顯示主題詳情的結果
        for (Map.Entry<String, KafkaFuture<TopicDescription>> entry : result.values().entrySet()) {
            try {
                entry.getValue().get();
                System.out.println("topic "+entry.getKey()+" describe");
                System.out.println("t name: "+entry.getValue().get().name());
                System.out.println("t partitions: ");
                entry.getValue().get().partitions().stream().forEach(p-> {
                    System.out.println("tt index: "+p.partition());
                    System.out.println("ttt leader: "+p.leader());
                    System.out.println("ttt replicas: "+p.replicas());
                    System.out.println("ttt isr: "+p.isr());
                });
                System.out.println("t internal: "+entry.getValue().get().isInternal());
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                if (ExceptionUtils.getRootCause(e) instanceof UnknownTopicOrPartitionException) {
                    System.out.println("topic "+entry.getKey()+" not exist");
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 檢視主題列表
     * @author o
     * @return Set<String> TopicList
     */
    public static Set<String> listTopic(){
        if(admin == null) {
            createAdmin();
        }
        ListTopicsResult result = admin.listTopics();
        try {
            result.names().get().stream().map(x->x+"t").forEach(System.out::print);
            return result.names().get();
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(listTopic());
    }
}

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