1、寫在前面

面試大廠時，一旦簡歷上寫了Kafka，幾乎必然會被問到一個問題：說說acks參數(shù)對消息持久化的影響？

這個acks參數(shù)在kafka的使用中，是非常核心以及關(guān)鍵的一個參數(shù)，決定了很多東西。

所以無論是為了面試還是實際項目使用，大家都值得看一下這篇文章對Kafka的acks參數(shù)的分析，以及背后的原理。

2、如何保證宕機的時候數(shù)據(jù)不丟失？

如果要想理解這個acks參數(shù)的含義，首先就得搞明白kafka的高可用架構(gòu)原理。

比如下面的圖里就是表明了對于每一個Topic，我們都可以設(shè)置他包含幾個Partition，每個Partition負(fù)責(zé)存儲這個Topic一部分的數(shù)據(jù)。

然后Kafka的Broker集群中，每臺機器上都存儲了一些Partition，也就存放了Topic的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，這樣就實現(xiàn)了Topic的數(shù)據(jù)分布式存儲在一個Broker集群上。

但是有一個問題，萬一 一個Kafka Broker宕機了，此時上面存儲的數(shù)據(jù)不就丟失了嗎？

沒錯，這就是一個比較大的問題了，分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)丟失問題，是他首先必須要解決的，一旦說任何一臺機器宕機，此時就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。

3、多副本冗余的高可用機制

所以如果大家去分析任何一個分布式系統(tǒng)的原理，比如說zookeeper、kafka、redis cluster、elasticsearch、hdfs，等等，其實他都有自己內(nèi)部的一套多副本冗余的機制，多副本冗余幾乎是現(xiàn)在任何一個優(yōu)秀的分布式系統(tǒng)都一般要具備的功能。

在kafka集群中，每個Partition都有多個副本，其中一個副本叫做leader，其他的副本叫做follower，如下圖。

如上圖所示，假設(shè)一個Topic拆分為了3個Partition，分別是Partition0，Partiton1，Partition2，此時每個Partition都有2個副本。

比如Partition0有一個副本是Leader，另外一個副本是Follower，Leader和Follower兩個副本是分布在不同機器上的。

這樣的多副本冗余機制，可以保證任何一臺機器掛掉，都不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)徹底丟失，因為起碼還是有副本在別的機器上的。

4、多副本之間數(shù)據(jù)如何同步？

接著我們就來看看多個副本之間數(shù)據(jù)是如何同步的？其實任何一個Partition，只有Leader是對外提供讀寫服務(wù)的

也就是說，如果有一個客戶端往一個Partition寫入數(shù)據(jù)，此時一般就是寫入這個Partition的Leader副本。

然后Leader副本接收到數(shù)據(jù)之后，F(xiàn)ollower副本會不停的給他發(fā)送請求嘗試去拉取最新的數(shù)據(jù)，拉取到自己本地后，寫入磁盤中。如下圖所示：

5、ISR到底指的是什么東西？

既然大家已經(jīng)知道了Partiton的多副本同步數(shù)據(jù)的機制了，那么就可以來看看ISR是什么了。

ISR全稱是“In-Sync Replicas”，也就是保持同步的副本，他的含義就是，跟Leader始終保持同步的Follower有哪些。

大家可以想一下 ，如果說某個Follower所在的Broker因為JVM FullGC之類的問題，導(dǎo)致自己卡頓了，無法及時從Leader拉取同步數(shù)據(jù)，那么是不是會導(dǎo)致Follower的數(shù)據(jù)比Leader要落后很多？

所以這個時候，就意味著Follower已經(jīng)跟Leader不再處于同步的關(guān)系了。但是只要Follower一直及時從Leader同步數(shù)據(jù)，就可以保證他們是處于同步的關(guān)系的。

所以每個Partition都有一個ISR，這個ISR里一定會有Leader自己，因為Leader肯定數(shù)據(jù)是最新的，然后就是那些跟Leader保持同步的Follower，也會在ISR里。

6、acks參數(shù)的含義

鋪墊了那么多的東西，最后終于可以進入主題來聊一下acks參數(shù)的含義了。

如果大家沒看明白前面的那些副本機制、同步機制、ISR機制，那么就無法充分的理解acks參數(shù)的含義，這個參數(shù)實際上決定了很多重要的東西。

首先這個acks參數(shù)，是在KafkaProducer，也就是生產(chǎn)者客戶端里設(shè)置的

也就是說，你往kafka寫數(shù)據(jù)的時候，就可以來設(shè)置這個acks參數(shù)。然后這個參數(shù)實際上有三種常見的值可以設(shè)置，分別是：0、1 和 all。

第一種選擇是把acks參數(shù)設(shè)置為0，意思就是我的KafkaProducer在客戶端，只要把消息發(fā)送出去，不管那條數(shù)據(jù)有沒有在哪怕Partition Leader上落到磁盤，我就不管他了，直接就認(rèn)為這個消息發(fā)送成功了。

如果你采用這種設(shè)置的話，那么你必須注意的一點是，可能你發(fā)送出去的消息還在半路。結(jié)果呢，Partition Leader所在Broker就直接掛了，然后結(jié)果你的客戶端還認(rèn)為消息發(fā)送成功了，此時就會導(dǎo)致這條消息就丟失了。

?第二種選擇是設(shè)置 acks = 1，意思就是說只要Partition Leader接收到消息而且寫入本地磁盤了，就認(rèn)為成功了，不管他其他的Follower有沒有同步過去這條消息了。

這種設(shè)置其實是kafka默認(rèn)的設(shè)置，大家請注意，劃重點！這是默認(rèn)的設(shè)置

也就是說，默認(rèn)情況下，你要是不管acks這個參數(shù)，只要Partition Leader寫成功就算成功?。

但是這里有一個問題，萬一Partition Leader剛剛接收到消息，F(xiàn)ollower還沒來得及同步過去，結(jié)果Leader所在的broker宕機了，此時也會導(dǎo)致這條消息丟失，因為人家客戶端已經(jīng)認(rèn)為發(fā)送成功了。

?最后一種情況，就是設(shè)置acks=all，這個意思就是說，Partition Leader接收到消息之后，還必須要求ISR列表里跟Leader保持同步的那些Follower都要把消息同步過去，才能認(rèn)為這條消息是寫入成功了。

如果說Partition Leader剛接收到了消息，但是結(jié)果Follower沒有收到消息，此時Leader宕機了，那么客戶端會感知到這個消息沒發(fā)送成功，他會重試再次發(fā)送消息過去。

此時可能Partition 2的Follower變成Leader了，此時ISR列表里只有最新的這個Follower轉(zhuǎn)變成的Leader了，那么只要這個新的Leader接收消息就算成功了。?

7、最后的思考

acks=all 就可以代表數(shù)據(jù)一定不會丟失了嗎？

當(dāng)然不是，如果你的Partition只有一個副本，也就是一個Leader，任何Follower都沒有，你認(rèn)為acks=all有用嗎？

當(dāng)然沒用了，因為ISR里就一個Leader，他接收完消息后宕機，也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

所以說，這個acks=all，必須跟ISR列表里至少有2個以上的副本配合使用，起碼是有一個Leader和一個Follower才可以。

這樣才能保證說寫一條數(shù)據(jù)過去，一定是2個以上的副本都收到了才算是成功，此時任何一個副本宕機，不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

所以希望大家把這篇文章好好理解一下，對大家出去面試，或者工作中用kafka都是很好的一個幫助。