Apache Kafka 是一个强大的分布式流平台。然而,与任何系统一样,必须熟练地监督和控制延迟以获得最佳性能。 Kafka Consumer Lag 是指 Kafka 主题中的最新消息与消费者已处理的消息之间的差异。当消费者努力跟上生成新消息并将其附加到主题的速度时,可能会出现这种滞后。由于各种因素,Kafka 中的消费者滞后可能会显现出来。消费者滞后的几个典型原因是。

  • 消费能力不足。
  • 消费者处理速度慢。
  • 消息生成率高。

此外, 复杂数据转换、资源密集型计算或长时间运行的操作消费者应用程序可以延迟消息处理。网络连接不良、硬件资源不足或 Kafka 代理配置错误最终也会增加延迟。
在生产环境中,必须最大限度地减少延迟以促进实时或近乎实时的消息处理,确保消费者能够有效地处理消息匹配消息生成速率。

Apache Kafka 消费者日志

图 1. Apache Kafka 消费者日志

速率限制和背压是与管理和控制系统内数据流相关的概念,它们在处理 Apache Kafka 消费者滞后方面发挥着至关重要的作用。 速率限制涉及控制数据处理的速度或传输以防止系统不堪重负。在 Kafka 消费者滞后的情况下,当从 Kafka 主题消费消息时,可以应用速率限制来控制消费者读取和处理消息的速率。这对于防止消费者落后和经历滞后非常重要。

背压是一种机制,用于处理下游组件或系统无法跟上速率的情况数据正在发送给它。它向上游系统发出信号,要求其减慢或暂时停止生成数据。在这方面,当 Kafka 消费者遇到延迟时,意味着它无法跟上消息生成的速度。可以实现反压机制来通知生产者(或中间组件)放慢消息的生产速度,直到消费者赶上。

在 Apache Kafka 中使用速率限制和背压

为了实现速率限制,我们可以配置Kafka消费者来限制消息消费的速率。这可以通过调整 max 来实现。 poll.records 配置或在消费者应用程序中引入自定义限制机制。 卡夫卡API

Kafka通过使用pause(Collection)和resume(Collection)来方便地动态控制消费流,从而可以暂停特定分配分区上的消费。

背压将传入记录存储在队列中,并按照队列容量设置的速度单独处理每个记录。如果我们想确保消费者可以在记录生成时处理记录而不会落后,或者消息生成率稳定,这会很有帮助。我们可以选择在消费者上执行enable.auto.commit=false,并仅在消费者操作完成后才提交,以避免自动提交。这可能会减慢消费者的速度,但它允许 Kafka 跟踪消费者处理的消息数量。我们还可以通过使用 max.poll.records 设置轮询间隔 max.poll.interval.ms 以及每次轮询中要消耗的消息数来改进该流程。此外,我们可以考虑使用支持背压的外部工具或框架,例如 Apache Flink.

各种第三方监控工具和用户界面为可视化 Kafka 滞后指标提供了直观的平台。选项包括 Burrow、用于持续监控的 Grafana,或连接到我们的生产 Kafka 实例的本地 Kafka UI。

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