kafka-生产者事务-数据传递语义&事务介绍&事务消息发送

1、kafka数据传递语义

kafka发送消息时是否需要重试

1. 仅发送一次：生产者发送消息后不重试，只发送一次 可能丢失消息 效率最高
2. 至少一次：生产者发送消息后重试，可能重试多次 效率差
3. 精准一次发送：生产者发送消息后无论是否重复发送 发送了多少次，在 kafka broker 中只保存一次消息，通过幂等性 + 生产者事务来实现

kafak天然支持幂等性，每个消息头中带了一个唯一的标志 kafka broker 根据此标志判断消息是否已经发送过，生产者事务可以保证数据没有最终发送成功时，消费者不可以消费，如果生产者发送消息时出现异常会自动回滚（清除之前发送的事务中的消息）

kafka天然幂等性：但是指的是生产者事务 生产消息时的幂等性，发送消息时消息中带唯一标识、broker接收到消息时如果重复不再保存，事务没提交消费者不能消费改消息

2、kafka生产者事务

保证消息生产的幂等性
一组消息要么一起成功 被消费者消息 要么一起失败都不能被消费者消费

1. 配置ack为-1 分区所有副本均落盘成功
2. 配置生产者重试（发送失败可以继续发送：需要保证发送失败后再次发送消息到kafka实现 精准一次发送）
3. 需要给事务分配事务id（区分一个事务中的多条消息）

3、事务消息发送

3.1、application.yml配置

server:
  port: 8110

# v1
spring:
  kafka:
    bootstrap-servers: 192.168.74.148:9095,192.168.74.148:9096,192.168.74.148:9097
    producer: # producer 生产者
      retries: 1 # 重试次数 0表示不重试
      acks: -1 # 应答级别:多少个分区副本备份完成时向生产者发送ack确认(可选0、1、-1/all)
      transaction-id-prefix: tx_  # 事务id前缀：配置后producer自动开启事务
      batch-size: 16384 # 批次大小 单位byte
      buffer-memory: 33554432 # 生产者缓冲区大小 单位byte
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer # key的序列化器
      value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer # value的序列化器

3.2、创建生产者监听器

package com.atguigu.kafka.listener;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;
import org.springframework.kafka.support.ProducerListener;
@Component
public class MyKafkaProducerListener implements ProducerListener<String,String> {

    //生产者 ack 配置为 0 只要发送即成功
    //ack为 1  leader落盘  broker ack之后 才成功
    //ack为 -1 分区所有副本全部落盘  broker ack之后 才成功
    @Override
    public void onSuccess(ProducerRecord<String, String> producerRecord, RecordMetadata recordMetadata) {
        //ProducerListener.super.onSuccess(producerRecord, recordMetadata);
        System.out.println("MyKafkaProducerListener消息发送成功："+"topic="+producerRecord.topic()
        +"，partition = "+producerRecord.partition()
        +"，key = "+producerRecord.key()
        +"，value = "+producerRecord.value()
        +"，offset = "+recordMetadata.offset());
    }

    //消息发送失败的回调：监听器可以接收到发送失败的消息 可以记录失败的消息
    @Override
    public void onError(ProducerRecord<String, String> producerRecord, RecordMetadata recordMetadata, Exception exception) {
        System.out.println("MyKafkaProducerListener消息发送失败："+"topic="+producerRecord.topic()
                +"，partition = "+producerRecord.partition()
                +"，key = "+producerRecord.key()
                +"，value = "+producerRecord.value()
                +"，offset = "+recordMetadata.offset());
        System.out.println("异常信息：" + exception.getMessage());
    }
}

3.3、创建生产者拦截器

package com.atguigu.kafka.interceptor;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerInterceptor;
import org.apache.kafka.clients.producer.ProducerRecord;
import org.apache.kafka.clients.producer.RecordMetadata;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Map;
//拦截器必须手动注册给kafka生产者（KafkaTemplate）
@Component
public class MyKafkaInterceptor implements ProducerInterceptor<String,String> {
    //kafka生产者发送消息前执行：拦截发送的消息预处理
    @Override
    public ProducerRecord<String, String> onSend(ProducerRecord<String, String> producerRecord) {
        System.out.println("生产者即将发送消息：topic = "+ producerRecord.topic()
        +"，partition:"+producerRecord.partition()
        +"，key = "+producerRecord.key()
        +"，value = "+producerRecord.value());
        return null;
    }

    //kafka broker 给出应答后执行
    @Override
    public void onAcknowledgement(RecordMetadata recordMetadata, Exception e) {
        //exception为空表示消息发送成功
        if(e == null){
            System.out.println("消息发送成功：topic = "+ recordMetadata.topic()
                    +"，partition:"+recordMetadata.partition()
                    +"，offset="+recordMetadata.offset()
            +"，timestamp="+recordMetadata.timestamp());
        }
    }

    @Override
    public void close() {

    }

    @Override
    public void configure(Map<String, ?> map) {

    }
}

3.4、发送消息测试

package com.atguigu.kafka.producer;

import com.atguigu.kafka.interceptor.MyKafkaInterceptor;
import jakarta.annotation.PostConstruct;
import jakarta.annotation.Resource;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.kafka.core.KafkaTemplate;
import java.io.IOException;

@SpringBootTest
class KafkaProducerApplicationTests {

    //装配kafka模板类： springboot启动时会自动根据配置文初始化kafka模板类对象注入到容器中
    @Resource
    KafkaTemplate kafkaTemplate;

    @Resource
    MyKafkaInterceptor myKafkaInterceptor;

    @PostConstruct
    public void init() {
        kafkaTemplate.setProducerInterceptor(myKafkaInterceptor);
    }
    @Test
    void contextLoads() throws IOException {
        kafkaTemplate.send("my_topic1", "spring-kafka-生产者监听器");
        //回调是等kafka，ack以后才执行，需要阻塞
        System.in.read();
    }

    //kafka事务支持spring-tx的事务注解
    //单元测试中的事务会自动回滚

    @Test
    void testTransaction() throws  IOException {

       //多个消息的发送在一个事务中执行
        kafkaTemplate.executeInTransaction((var1) -> {
            //通过一个事务中的operations对象来发送消息,执行事务操作
            var1.send("my_topic1",0,"", "spring-kafka-事务1");
            var1.send("my_topic1",0,"", "spring-kafka-事务2");
            int i = 1/0;
            var1.send("my_topic1",0,"", "spring-kafka-事务3");
            return "发送消息失败";
        });
        System.in.read();
    }
}

3.5、使用Java代码创建主题分区副本

package com.atguigu.kafka.config;
import org.apache.kafka.clients.admin.NewTopic;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.kafka.config.TopicBuilder;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class KafkaTopicConfig {
    @Bean
    public NewTopic myTopic1() {
        //相同名称的主题 只会创建一次，后面创建的主题名称相同配置不同可以做增量更新（分区、副本数）
        return TopicBuilder.name("my_topic1")//主题名称
                .partitions(3)//主题分区
                .replicas(3)//主题分区副本数
                .build();//创建
    }
}

3.6、屏蔽 kafka debug 日志 logback.xml

<configuration>　　　　　　
    
    <logger name="org.apache.kafka.clients" level="debug" />
configuration>

3.7、引入spring-kafka依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
        <version>3.0.5version>
        <relativePath/> 
    parent>

    
    
    <groupId>com.atguigu.kafkagroupId>
    <artifactId>kafka-producerartifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOTversion>
    <name>kafka-producername>
    <description>kafka-producerdescription>
    <properties>
        <java.version>17java.version>
    properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starterartifactId>
        dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-testartifactId>
            <scope>testscope>
        dependency>


        <dependency>
            <groupId>org.springframework.kafkagroupId>
            <artifactId>spring-kafkaartifactId>
        dependency>
    dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.bootgroupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>
            plugin>
        plugins>
    build>

project>

3.8、控制台日志

生产者即将发送消息：topic = my_topic1，partition:0，key = ，value = spring-kafka-事务1
生产者即将发送消息：topic = my_topic1，partition:0，key = ，value = spring-kafka-事务2
MyKafkaProducerListener消息发送失败：topic=my_topic1，partition = 0，key = ，value = spring-kafka-事务1，offset = -1
异常信息：Failing batch since transaction was aborted
MyKafkaProducerListener消息发送失败：topic=my_topic1，partition = 0，key = ，value = spring-kafka-事务2，offset = -1
异常信息：Failing batch since transaction was aborted

java.lang.ArithmeticException: / by zero