Kafka消息发送失效转移的解决方案

背景

在Kafka集群中，消息生产者（Producer）在构造消息时，会传入一个key参数。在消息发送过程中，Producer会根据key确定目标Partition。当某个Partition的所有活跃节点（Broker）失效或挂掉时， Producer会尝试以MaxSendRetries（默认值3次）为上限重发送消息，每次发送之间会Sleep（默认值100ms）。最终，如果所有重发送都失败， Producer会抛出异常，导致消息发送进度阻塞或本地发送缓存的消息丢失。这种情况下，消息的可靠性和可用性会受到严重影响。

解决思路

为了解决上述问题，我们可以在Kafka中保持默认的消息发送方式，同时为用户提供一个可选的开关，实现消息发送失效转移。当Producer发送消息到目标Partition的所有副本节点均失效时，消息可以转移到其他Partition，依靠Kafka的集群通信机制，最终将消息发送到其他活跃节点上。这种方式能够在失效恢复之前，确保消息不会被丢失，同时避免了消息发送进度的阻塞。

在实现方案中，Partition被分为两种角色：

M（Master）：即Partition的主分区，负责消息的写入和读取。

S（Slave）：即Partition的副本分区，与主分区保持数据一致。

消息在发送过程中，会按照一定规则轮询发送到不同的Partition（如0到3）。当某个目标Partition的所有活跃节点全部失效时，消息会自动转移到其他有效的Partition，依赖Kafka集群的自我恢复机制，直到失效的Broker恢复为止。

Producer代码修改

为实现上述功能，我们需要对Kafka的ProducerConfig进行相应的修改。以下是关键步骤：

首先，在ProducerConfig类中，引入新的配置参数：

val sendSwitchBrokerEnabled = props.getBoolean("send.switch.broker.enable", false)

在DefaultEventHandler.scala类中，添加以下代码：

val isSendSwitchBrokerEnabled = config.sendSwitchBrokerEnabled

最后，在getPartition方法中进行如下修改：

private def getPartition(topic: String, key: Any, topicPartitionList: Seq[PartitionAndLeader], isSendSwitchBrokerEnabled: Boolean) = {    val numPartitions = topicPartitionList.size    if (numPartitions <= 0) {        throw new UnknownTopicOrPartitionException("Topic $topic doesn't exist")    }    var partition = if (key == null) {        val id = sendPartitionPerTopicCache.get(topic)        id match {            case Some(partitionId) =>                partitionId            case None =>                val availablePartitions = topicPartitionList.filter(_.leaderBrokerIdOpt.isDefined)                if (availablePartitions.isEmpty) {                    throw new LeaderNotAvailableException("No leader for any partition in topic $topic")                }                val index = Utils.abs(Random.nextInt) % availablePartitions.size                val partitionId = availablePartitions(index).partitionId                sendPartitionPerTopicCache.put(topic, partitionId)                partitionId        }    } else {        partitioner.partition(key, numPartitions)    }    if (partition < 0 || partition >= numPartitions) {        throw new UnknownTopicOrPartitionException("Invalid partition id: $partition for topic $topic; Valid values are in the inclusive range of [0, $including...]")    }    if (isSendSwitchBrokerEnabled) {        if (!partitionsLeaderInTopicsCache.containsKey(TopicAndPartition(topic, partition))) {            val availablePartitions = topicPartitionList.filter(_.leaderBrokerIdOpt.isDefined)            if (availablePartitions.isEmpty) {                throw new LeaderNotAvailableException("No leader for any partition in topic $topic")            }            val index = Utils.abs(Random.nextInt) % availablePartitions.size            partition = availablePartitions(index).partitionId        }    }    partition}

总结

通过上述方法，我们增加了消息发送的鲁棒性，确保了在Broker失效时，消息能够自动转移到其他活跃的Partition，最大限度地减少消息丢失和发送进度阻塞的风险。这一解决方案既保持了Kafka的核心特性，又通过可配置的开关，满足了用户对消息可靠性的需求。

转载地址：http://qjcrz.baihongyu.com/

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