kafka学习知识点总结（四）

代码调试过程中遇到的错误总结：

 KafkaUtils.createDirectStream[String, String](
      ssc,
      LocationStrategies.PreferConsistent,
      Subscribe[String, String](topics, kafkaParams)

    )

在代码编写的过程中，IDEA并没有自动识别方法Subscribe需要导入的jar包，但是该方法的jar已经有maven下载，在这个过程中，需要去查看jar类中的所有方法，手动去导入实现。

在import org.apache.spark.streaming.kafka010.ConsumerStrategies 中找到需要使用的方法Subscribe，然后对方法进行引用

spark2.3+kafka0.11 direct模式 

用代码实现对kafka数据的生产和消费 

package com.bjsxt.scalaspark.streaming.streamingOnKafka

import java.text.SimpleDateFormat
import java.util.{Date, Properties}

import org.apache.kafka.clients.producer.{KafkaProducer, ProducerRecord}

import scala.util.Random

/**
  * 向 kafka 中生产数据
  */
object ProduceDataToKafka {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val props = new Properties()
    props.put("bootstrap.servers", "node1:9092,node2:9092,node3:9092")
    props.put("key.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer")
    props.put("value.serializer", "org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer")

    val producer = new KafkaProducer[String,String](props)
    var counter = 0
    var keyFlag = 0
    while(true){
      counter +=1
      keyFlag +=1
      val content: String = userlogs()
      producer.send(new ProducerRecord[String, String]("mytopic", s"key-$keyFlag", content))
      if(0 == counter%100){
        counter = 0
        Thread.sleep(5000)
      }
    }

    producer.close()
  }

  def userlogs()={
    val userLogBuffer = new StringBuffer("")
    val timestamp = new Date().getTime();
    var userID = 0L
    var pageID = 0L

    //随机生成的用户ID
    userID = Random.nextInt(2000)

    //随机生成的页面ID
    pageID =  Random.nextInt(2000);

    //随机生成Channel
    val channelNames = Array[String]("Spark","Scala","Kafka","Flink","Hadoop","Storm","Hive","Impala","HBase","ML")
    val channel = channelNames(Random.nextInt(10))

    val actionNames = Array[String]("View", "Register")
    //随机生成action行为
    val action = actionNames(Random.nextInt(2))

    val dateToday = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date())
    userLogBuffer.append(dateToday)
      .append("	")
      .append(timestamp)
      .append("	")
      .append(userID)
      .append("	")
      .append(pageID)
      .append("	")
      .append(channel)
      .append("	")
      .append(action)
    System.out.println(userLogBuffer.toString())
    userLogBuffer.toString()
  }


}

从kafka 消费数据，并实现手动设置offset

package com.bjsxt.scalaspark.streaming.streamingOnKafka

import org.apache.kafka.clients.consumer.ConsumerRecord
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
import org.apache.spark.SparkConf
import org.apache.spark.streaming.dstream.{DStream, InputDStream}
import org.apache.spark.streaming.kafka010.ConsumerStrategies.Subscribe
import org.apache.spark.streaming.kafka010.{CanCommitOffsets, HasOffsetRanges, KafkaUtils, OffsetRange}
import org.apache.spark.streaming.kafka010.LocationStrategies.PreferConsistent
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}

/**
  * SparkStreaming2.3版本 读取kafka 中数据 ：
  *  1.采用了新的消费者api实现，类似于1.6中SparkStreaming 读取 kafka Direct模式。并行度 一样。
  *  2.因为采用了新的消费者api实现，所有相对于1.6的Direct模式【simple api实现】 ，api使用上有很大差别。未来这种api有可能继续变化
  *  3.kafka中有两个参数：
  *      heartbeat.interval.ms：这个值代表 kafka集群与消费者之间的心跳间隔时间，kafka 集群确保消费者保持连接的心跳通信时间间隔。这个时间默认是3s.
  *             这个值必须设置的比session.timeout.ms 小，一般设置不大于 session.timeout.ms  的1/3
  *      session.timeout.ms ：
  *             这个值代表消费者与kafka之间的session 会话超时时间，如果在这个时间内，kafka 没有接收到消费者的心跳【heartbeat.interval.ms 控制】，
  *             那么kafka将移除当前的消费者。这个时间默认是30s。
  *             这个时间位于配置 group.min.session.timeout.ms【6s】 和 group.max.session.timeout.ms【300s】之间的一个参数,如果SparkSteaming 批次间隔时间大于5分钟，
  *             也就是大于300s,那么就要相应的调大group.max.session.timeout.ms 这个值。
  *  4.大多数情况下，SparkStreaming读取数据使用 LocationStrategies.PreferConsistent 这种策略，这种策略会将分区均匀的分布在集群的Executor之间。
  *    如果Executor在kafka 集群中的某些节点上，可以使用 LocationStrategies.PreferBrokers 这种策略，那么当前这个Executor 中的数据会来自当前broker节点。
  *    如果节点之间的分区有明显的分布不均，可以使用 LocationStrategies.PreferFixed 这种策略,可以通过一个map 指定将topic分区分布在哪些节点中。
  *
  *  5.新的消费者api 可以将kafka 中的消息预读取到缓存区中，默认大小为64k。默认缓存区在 Executor 中，加快处理数据速度。
  *     可以通过参数 spark.streaming.kafka.consumer.cache.maxCapacity 来增大，也可以通过spark.streaming.kafka.consumer.cache.enabled 设置成false 关闭缓存机制。
  *     "注意：官网中描述这里建议关闭，在读取kafka时如果开启会有重复读取同一个topic partition 消息的问题，报错：KafkaConsumer is not safe for multi-threaded access"
  *
  *  6.关于消费者offset
  *    1).如果设置了checkpoint ,那么offset 将会存储在checkpoint中。
  *     这种有缺点: 第一，当从checkpoint中恢复数据时，有可能造成重复的消费，需要我们写代码来保证数据的输出幂等。
  *                第二，当代码逻辑改变时，无法从checkpoint中来恢复offset.
  *    2).依靠kafka 来存储消费者offset,kafka 中有一个特殊的topic 来存储消费者offset。新的消费者api中，会定期自动提交offset。这种情况有可能也不是我们想要的，
  *       因为有可能消费者自动提交了offset,但是后期SparkStreaming 没有将接收来的数据及时处理保存。这里也就是为什么会在配置中将enable.auto.commit 设置成false的原因。
  *       这种消费模式也称最多消费一次，默认sparkStreaming 拉取到数据之后就可以更新offset,无论是否消费成功。自动提交offset的频率由参数auto.commit.interval.ms 决定，默认5s。
  *       *如果我们能保证完全处理完业务之后，可以后期异步的手动提交消费者offset. 注意：kafka集群重启后会清空所有消费者组保存的信息，这也是这种模式的弊端
  *
  *    3).自己存储offset,这样在处理逻辑时，保证数据处理的事务，如果处理数据失败，就不保存offset，处理数据成功则保存offset.这样可以做到精准的处理一次处理数据。
  *
  */
object SparkStreamingOnKafkaDirect {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val conf = new SparkConf()
    conf.setMaster("local")
    conf.setAppName("SparkStreamingOnKafkaDirect")
    val ssc = new StreamingContext(conf,Durations.seconds(5))
    //设置日志级别
//    ssc.sparkContext.setLogLevel("ERROR")

    val kafkaParams = Map[String, Object](
      "bootstrap.servers" -> "node1:9092,node2:9092,node3:9092",
      "key.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],
      "value.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],
      "group.id" -> "MyGroupId",//

      /**
        *
        *  earliest ：当各分区下有已提交的offset时，从提交的offset开始消费；无提交的offset时，从头开始
        *  latest：自动重置偏移量为最大偏移量【默认】*
        *  none:没有找到以前的offset,抛出异常
        */
      "auto.offset.reset" -> "earliest",

      /**
        * 当设置 enable.auto.commit为false时，不会自动向kafka中保存消费者offset.需要异步的处理完数据之后手动提交
        */
      "enable.auto.commit" -> (false: java.lang.Boolean)//默认是true
    )

    val topics = Array[String]("t0218")
    val stream: InputDStream[ConsumerRecord[String, String]] = KafkaUtils.createDirectStream[String, String](
      ssc,
      PreferConsistent,//消费策略
      Subscribe[String, String](topics, kafkaParams)
    )

    val transStrem: DStream[String] = stream.map(record => {
      val key_value = (record.key, record.value)
      println("receive message key = "+key_value._1)
      println("receive message value = "+key_value._2)
      key_value._2
    })
    val wordsDS: DStream[String] = transStrem.flatMap(line=>{line.split("	")})
    val result: DStream[(String, Int)] = wordsDS.map((_,1)).reduceByKey(_+_)
    result.print()

    /**
      * 以上业务处理完成之后，异步的提交消费者offset,这里将 enable.auto.commit 设置成false,就是使用kafka 自己来管理消费者offset
      * 注意这里，获取 offsetRanges: Array[OffsetRange] 每一批次topic 中的offset时，必须从 源头读取过来的 stream中获取，不能从经过stream转换之后的DStream中获取。
      */
    stream.foreachRDD { rdd =>
      val offsetRanges: Array[OffsetRange] = rdd.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRanges
      // some time later, after outputs have completed
      for(or <- offsetRanges){
        println(s"current topic = ${or.topic},partition = ${or.partition},fromoffset = ${or.fromOffset},untiloffset=${or.untilOffset}")
      }
      stream.asInstanceOf[CanCommitOffsets].commitAsync(offsetRanges)
    }
    ssc.start()
    ssc.awaitTermination()
    ssc.stop()
  }
}

代码实现流程：

1、启动zookeeper

2、启动各个节点的kafka 

3、启动代码开始生成数据，并将生成的数据传输到消息队列

4、查看生成的数据： ./kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server mynode1:9092,mynode2:9092,mynode3:9092 --list  （将生成的offset存储在自己在kafka中创建的组MyGroupID中）

5、查看数据组的结构： ./kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server mynode1:9092,mynode2:9092,mynode3:9092 --list

查看消息队列连接是否成功：

1、启动zookeeper

2、启动所有节点的kafkla

3、将启动完成以后的kafka

4、在bin目录下启动生产数据的脚本：  ./kafka-console-producer.sh --broker-list mynode1:9092,mynode2:9092,mynode3:9092 --topic t
5、在bin目录下启动查看消费数据的脚本：./kafka-console-consumer.sh --zookeeper mynode1:2181,mynode2:2181,mynode3:2181 --topic topic0703

手动维护消费者offset:
将sparkStreaming和kafka以及redis整合之后，sparkstreaming先去kafka中读取数据，读取完之后，对数据进行处理，处理完之后，将offset存储到redis中
当将sparkstreaming停止之后，下一次重启的时候，先去redis中去查询，最新的offset ,查询过来之后设置给kafka

代码演示过程：

1、首先启动redis   service redisd start 

package com.bjsxt.scalaspark.streaming.streamingOnKafka


import java.util

import org.apache.kafka.common.TopicPartition
import org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
import org.apache.spark.{SparkConf, TaskContext}
import org.apache.spark.streaming.{Durations, StreamingContext}
import org.apache.spark.streaming.kafka010.{ConsumerStrategies, HasOffsetRanges, KafkaUtils, OffsetRange}
import org.apache.spark.streaming.kafka010.LocationStrategies.PreferConsistent

import scala.collection.mutable

/**
  * 利用redis 来维护消费者偏移量
  */
object ManageOffsetUseRedis {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val conf = new SparkConf()
    conf.setMaster("local")
    conf.setAppName("manageoffsetuseredis")
    //设置每个分区每秒读取多少条数据
    conf.set("spark.streaming.kafka.maxRatePerPartition","10")
    val ssc = new StreamingContext(conf,Durations.seconds(5))
    //设置日志级别
    ssc.sparkContext.setLogLevel("Error")

    val topic = "mytopic"
    /**
      * 从Redis 中获取消费者offset
      */
    val dbIndex = 3
    val currentTopicOffset: mutable.Map[String, String] = getOffSetFromRedis(dbIndex,topic)
    //初始读取到的topic offset:
    currentTopicOffset.foreach(x=>{println(s" 初始读取到的offset: $x")})

    //转换成需要的类型
    val fromOffsets: Predef.Map[TopicPartition, Long] = currentTopicOffset.map { resultSet =>
      new TopicPartition(topic, resultSet._1.toInt) -> resultSet._2.toLong
    }.toMap

    val kafkaParams = Map[String, Object](
      "bootstrap.servers" -> "node1:9092,node2:9092,node3:9092",
      "key.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],
      "value.deserializer" -> classOf[StringDeserializer],
      "group.id" -> "MyGroupId-1",
      "auto.offset.reset" -> "latest",
      "enable.auto.commit" -> (false: java.lang.Boolean)//默认是true
    )
    /**
      * 将获取到的消费者offset 传递给SparkStreaming
      */
    val stream = KafkaUtils.createDirectStream[String, String](
      ssc,
      PreferConsistent,
      ConsumerStrategies.Assign[String, String](fromOffsets.keys.toList, kafkaParams, fromOffsets)
    )

    stream.foreachRDD { rdd =>

      println("**** 业务处理完成  ****")

      val offsetRanges: Array[OffsetRange] = rdd.asInstanceOf[HasOffsetRanges].offsetRanges

      rdd.foreachPartition { iter =>
        val o: OffsetRange = offsetRanges(TaskContext.get.partitionId)
        println(s"topic:${o.topic}  partition:${o.partition}  fromOffset:${o.fromOffset}  untilOffset: ${o.untilOffset}")
      }

      //将当前批次最后的所有分区offsets 保存到 Redis中
      saveOffsetToRedis(dbIndex,offsetRanges)
    }

    ssc.start()
    ssc.awaitTermination()
    ssc.stop()


  }

  /**
    * 将消费者offset 保存到 Redis中
    *
    */
  def saveOffsetToRedis(db:Int,offsetRanges:Array[OffsetRange]) = {
    val jedis = RedisClient.pool.getResource
    jedis.select(db)
    offsetRanges.foreach(one=>{
      jedis.hset(one.topic, one.partition.toString,one.untilOffset.toString)
    })
    RedisClient.pool.returnResource(jedis)
  }


  /**
    * 从Redis中获取保存的消费者offset
    * @param db
    * @param topic
    * @return
    */
  def getOffSetFromRedis(db:Int,topic:String)  ={
    val jedis = RedisClient.pool.getResource
    jedis.select(db)
    val result: util.Map[String, String] = jedis.hgetAll(topic)
    RedisClient.pool.returnResource(jedis)
    if(result.size()==0){
      result.put("0","0")
      result.put("1","0")
      result.put("2","0")
    }
    import scala.collection.JavaConversions.mapAsScalaMap
    val offsetMap: scala.collection.mutable.Map[String, String] = result
    offsetMap
  }
}