Что такое Apache Kafka — основы работы брокера сообщений, как устроена и где применяется система
Apache Kafka — распределенный брокер сообщений, работающий в стриминговом режиме. В статье мы расскажем про его устройство и преимущества, а также о том, где применяют «Кафку».
Что такое брокер сообщений
Главная задача брокера — обеспечение связи и обмена информацией между приложениями или отдельными модулями в режиме реального времени.
Брокер — система, преобразующая сообщение от источника данных (продюсера) в сообщение принимающей стороны (консьюмера). Брокер выступает проводником и состоит из серверов, объединенных в кластеры.
Apache Kafka — диспетчер сообщений, разработанный LinkedIn. В 2011 году был опубликован программный код. В 2012 году Kafka попал в инкубатор Apache, дальнейшая разработка ведется в рамках Apache Software Foundation. Открытое программное обеспечение с разрешительной лицензией написано на Java и Scala.
Изначально «Кафку» создавали как систему, оптимизированную под запись, и создатель Джей Крепс выбрал такое название в честь одного из своих любимых писателей.
Шаги передачи данных
Чтобы понять, как функционирует распределенная система Apache Kafka, необходимо проследить путь данных.
Событие или сообщение — данные, которые поступают из одного сервиса, хранятся на узлах Kafka и читаются другими сервисами. Сообщение состоит из:
- Key — опциональный ключ, нужен для распределения сообщений по кластеру.
- Value — массив байт, бизнес-данные.
- Timestamp — текущее системное время, устанавливается отправителем или кластером во время обработки.
- Headers — пользовательские атрибуты key-value, которые прикрепляют к сообщению.
Продюсер — поставщик данных, который генерирует сообщения — например, служебные события, логи, метрики, события мониторинга.
Консьюмер — потребитель данных, который читает и использует события, пример — сервис сбора статистики.
Какие сложности решает распределенная система
Сообщения могут быть однотипными или разнородными, поскольку разным потребителям нужны разные данные. Один тип событий может быть нужен всем консьюмерам, а другие — только одному.
Без брокера продюсеры должны знать получателя и резервного консьюмера, если основной недоступен. К тому же, поставщикам данных придется самостоятельно регистрировать новых консьюмеров. С помощью брокера продюсеры просто отправляют информацию в единый узел.
Managed service для Apache Kafka
Сообщения хранятся на узлах-брокерах. Kafka — масштабируемый кластер со множеством взаимозаменяемых серверов, в которые добавляются новые брокеры, распределяющие задачи между собой.
ZooKeeper — инструмент-координатор, действует как общая служба конфигурации в системе. Работает как база для хранения метаданных о состоянии узлов кластера и расположении сообщений. ZooKeeper обеспечивает гибкую и надежную синхронизацию в распределенной системе, позволяя нескольким клиентам выполнять одновременно чтение и запись.
Kafka Controller — среди брокеров Zookeeper выбирает одного, который будет обеспечивать консистентность данных.
Topic — принцип деления потока данных, базовая и основная сущность Apache Kafka. В топик складывается стрим данных, единая очередь из входящих сообщений.
Partition — для ускорения чтения и записи топики делятся на партиции. Происходит параллелизация данных. Это конфигурируемый параметр, сообщения могут отправлять несколько продюсеров и принимать несколько консьюмеров.
Упорядочение событий происходит на уровне партиций. Принимающая сторона потребляет данные в порядке расположения в партиции. Пример: все события одного пользователя сервисы принимают упорядоченно, обработка сохраняет последовательность пути пользователя. Выстраивается конвейер данных, алгоритмы машинного обучения могут извлекать из сырой информации необходимую для бизнеса информацию.
Преимущества Apache Kafka
Брокер распределяет информацию в широковещательном режиме.
Применяющийся в Apache Kafka подход нужен для масштабирования и репликации данных.
Горизонтальное масштабирование
Множество объединенных серверов гарантируют высокую доступность данных — выход из строя одного из узлов не нарушает целостность. Кластер состоит из обычных машин, а не суперкомпьютеров, их можно менять и дополнять. Система автоматически перебалансируется.
Чтобы события не потерялись, существуют механизмы репликации. Данные записываются на несколько машин, если что-то случается с сервером, он переключается на резервный. Кластер в режиме реального времени определяет, где находятся данные, и продолжает их использовать.
Офсеты
Если консьюмер падает в процессе получения данных, то, когда он запустится вновь и ему нужно будет вернутся к чтению этого сообщения, он воспользуется офсетом и продолжит с нужного места.
Взаимодействие через API
Брокеры решают проблему интеграции разных технических стеков и протоколов. Интеграция происходит просто: продюсерам и консьюмерам необходимо знать только API брокера.
Они не контактируют между собой, с помощью чего достигается высокая интегрируемость с другими системами.
Принцип first in — first out
Принцип FIFO действует на консьюмеров. Чтение происходит в том же порядке, в котором пришла информация.
Где применяется Apache Kafka
Отказоустойчивая система используется в бизнесе, где необходимо собирать, хранить и обрабатывать большие неструктурированные данные. Примеры — платформы, где требуется интеграция данных из большого количества источников, сервисы стриминговой аналитики, mission-critical applications.
Big Data
Первоначально LinkedIn разработали «Кафку» для своих целей: обмена данными между службами, репликации баз данных, потоковой передачи информации о деятельности и операционных показателях приложений.
Для IBM Apache Kafka работает как средство обмена сообщениями между микросервисами. В аналитических системах американской корпорации Apache Kafka обрабатывает потоковые и событийные данные.
Uber, Twitter, Netflix и AirBnb с помощью хорошо развитых пайплайнов обработки данных передают миллиарды сообщений в день. «Кафка» решает проблемы перемещения Big data из одного источника в другой.
Издание The New York Times использует Apache Kafka для хранения и распространения опубликованного контента среди различных приложений и систем, которые делают его доступным для читателей в режиме реального времени.
Internet of Things
IoT-платформы используют архитектуру с большим количеством конечных устройств: контроллеров, датчиков, сенсоров и smart-гаджетов. ПО интернета вещей с помощью алгоритмов ML составляет графики профилактического ремонта оборудования, анализируя данные, поступающие с устройств.
ML-системы работают с онлайн-потоками, когда приборы, приложения и пользователи постоянно посылают данные, а сервисы обрабатывают их в реальном времени. Apache Kafka выступает центральным звеном в этом процессе.
Отрасли
Kafka используют организации практически в любой отрасли: разработка ПО, финансовые услуги, здравоохранение, государственное управление, транспорт, телеком, геймдев.
Сегодня Kafka пользуются тысячи компаний, более 60% входят в список Fortune 100. На официальном сайте представлен полный список корпораций и учреждений, которые используют брокера Apache.
Конкуренты
Чаще всего Kafka сравнивают с RabbitMQ. Обе системы — брокеры сообщений. Главное отличие в модели доставки: Kafka добавляет сообщение в журнал, и консьюмер сам забирает информацию из топика; брокер RabbitMQ самостоятельно отправляет сообщения получателям — помещает событие в очередь и отслеживает его статус.
«Кролик» удаляет событие после доставки, «Кафка» хранит до запланированной очистки журнала. Таким образом, брокер Apache используется как источник истории изменений.
Разработчики RabbitMQ создали системы управления потоком сообщений: мониторинг получения, маршрутизация и шаблоны доставки. Подобное гибкое управление подойдет для высокоскоростного обмена сообщениями между несколькими сервисами. Минус такого подхода в снижении производительности при высокой нагрузке.
Главный вывод — для сбора и агрегации событий из большого количества источников, логов и метрик больше подойдет Apache Kafka.
Заключение
Благодаря высокой пропускной способности и согласованности данных Apache Kafka обрабатывает огромные массивы данных в реальном времени. Системы горизонтального масштабирования и офсеты гарантируют надежность. Kafka — удачное решение для проекта с очень большими нагрузками на обработку данных. Установить это ПО можно на серверы Ubuntu, Windows, CentOS и других популярных операционных систем.
Коммиты сообщений в Apache Kafka — Блог
null10 декабря 2022 0 Erik Karapetyan
Данная статья предназначена для тех, кто уже работал или ознакомлен с основами Apache Kafka.
При создании сервисов или микросервисов, зачастую требуется использовать брокер сообщений как средство коммуникации между сервисами. Apache Kafka является серьезным решением, с огромным количеством возможностей и настроек. Сегодня мы разберемся, как на самом деле работают Consumer’ы в Kafka, их возможности и неочевидные моменты, а также как работают коммиты сообщений.
Apache Kafka является не совсем классическим брокером сообщений. Проявляется это во многих моментах, однако на данный момент нас интересует стратегия запросов для получения новых сообщений. Различают две стратегии: push и pull. Стратегия push используется в классических брокерах по типу RabbitMQ и подразумевает, что сервер делает запрос к клиенту, отправляя ему новые данные. Стратегия pull в свою очередь используется в Apache Kafka и работает так, что консьюмеры сами, раз в определенное количество секунд отправляют запрос на сервер для получения новых данных.
Для начала стоит разобраться в устройстве и организации консьюмеров Apache Kafka.
Существует понятие группы, в которые объединяются эти самые консьюмеры. Для каждой группы существует собственное смещение (offset) относительно каждой партиции каждого топика. Благодаря этому можно поддерживать консистентность данных, ведь сообщения, которые обработал один консьюмер из группы уже не попадут к другому. Поддерживается это с помощью коммитов сообщений, которые сохраняются в отдельном топике __consumer_offsets в определенном формате, включающем в себя топик, партицию, группу консьюмеров, а также смещение.
Теперь стоит поговорить насчет ack mode и семантику доставки сообщений. Разделяют 3 семантики и связи между ack mode:
- at most once — ack mode не задан (auto commit)
- at least once — manual ack mode (manual commit)
- exactly once — написана своя логика, которая не полагается на Kafka offset
Теперь рассмотрим подробнее. Когда у нас не задан ack mode, то при получении новых данных, консьюмер сразу коммитит сообщение при получении.
Также в Kafka есть настройка auto.offset.reset, которая принимает 2 значения: earliest и latest и отвечает за то, с какого смещения считывать сообщения новым группам консьюмеров.
Apache Kafka является мощным, быстрым и надежным брокером сообщений, которым пользуются корпорации каждый день. На сегодня мой рассказ окончен, мы разобрали, как работают коммиты сообщений в Apache Kafka и чуть более детально погрузились в устройство Kafka Consumer. Надеюсь моя статья была вам полезна и возможно даже помогла, спасибо за внимание!
Назад Вперед
Что такое потребитель | Square Business Glossary
Потребитель — это человек, который потребляет продукт или услугу. Слово «потребитель» часто используется взаимозаменяемо со словом «клиент».
Это не совсем точно. Покупатель – это физическое или юридическое лицо, приобретающее товары или услуги. Они могут или не могут потреблять их.
Примеры потребителя
В Великобритании потребителями являются физические лица, действующие вне своей обычной деятельности. Это означает, что то, считается ли покупатель потребителем, часто в значительной степени зависит от контекста.
Например, если шеф-повар покупает оборудование для своей бизнес-кухни, он будет считаться не покупателем, а потребителем. Это связано с тем, что покупка кухонного оборудования является частью работы шеф-повара.
Если шеф-повар купил собственное кухонное оборудование, он будет считаться потребителем. Они действуют вне своей обычной деятельности.
Хотя они более осведомлены, чем средний потребитель, они действуют конфиденциально при покупке собственного оборудования.
В некоторых случаях вопрос о том, считать ли человека потребителем, может быть вопросом мнения. Например, если внештатный шеф-повар записался на кулинарный курс, он может считаться или не считаться потребителем.
С одной стороны, кулинарный курс связан с их навыками торговли. С другой стороны, их обычный бизнес напрямую не включает обучение, поэтому их можно считать потребителем.
Важность определения потребителей
По большей части не имеет значения, смешивают ли компании определение потребителя и клиента. Однако есть несколько случаев, когда важно использовать правильное определение.
Вопрос защиты прав потребителей
Если покупатель определяется как потребитель, а не покупатель, он может иметь право на дополнительную правовую защиту, часто известную как права потребителя. Например, в Великобритании действует Закон о правах потребителей, а также Закон о недобросовестных условиях контрактов 1977 года (UCTA).
Логика этого заключается в том, что от бизнеса ожидается более высокий уровень знаний и опыта, чем от обычных потребителей. Таким образом, ответственность за то, чтобы у потребителя была вся информация, необходимая для принятия обоснованного решения, лежит на бизнесе.
Стоит отметить, что эти дополнительные меры защиты обычно применяются только в сделках между физическими и юридическими лицами. Обычно они не применяются в сделках между компаниями или даже в сделках между крупными предприятиями и малыми предприятиями.
Точно так же они обычно не применяются в сделках между частными лицами.
Там, где потребители и покупатели разные.
Слово «потребитель» часто используется взаимозаменяемо со словом «покупатель», потому что потребители часто совпадают с покупателями, и наоборот.
В некоторых случаях они будут другими. Одним из ярких примеров этого является дарение подарков. Другой вариант — родители покупают товары и услуги для своих детей.
Это поднимает вопрос о том, должны ли предприятия продавать свою продукцию покупателям, потребителям или обоим. Если они решат сделать и то, и другое, им нужно определить, будут ли они отдавать приоритет клиенту или потребителю или разделят их поровну.
В большинстве случаев имеет смысл работать с покупателем, а не с потребителем.
В конечном счете покупатель — это тот, кто обладает покупательной способностью. Обычно клиент покупает что-то только в том случае, если он считает, что предполагаемый потребитель либо нуждается в этом, либо хочет этого.
Это означает, что предприятия должны убедиться, что клиенты четко понимают выгоду для конечного потребителя. Они могли бы включить это сообщение, когда продают клиентам. В качестве альтернативы они могут обратиться к потребителям, создав соответствующий цифровой контент. Часто лучшим подходом является сочетание обоих.
Потребители – определение и значение
Потребители – это люди или организации, приобретающие товары или услуги. Термин также относится к найму товаров и услуг. Это люди или другие экономические субъекты, которые используют товар или услугу. Кроме того, они не продают тот товар, который купили.
Они являются конечными пользователями в цепочке распределения товаров и услуг. Фактически, иногда потребитель может не быть покупателем.
Например, маленькие дети являются конечными пользователями игрушек, но их покупают родители. Поэтому на рынке игрушек покупатель и потребитель зачастую разные люди.
Специалисты по маркетингу проводят свою жизнь, изучая людей, которые потребляют. Что побуждает их что-то покупать? Почему они выбрали продукт своей компании или конкурента. Мы называем изучение процесса покупки, а затем отказа от товара 9.0055 поведение потребителей .
Товары народного потребления – это товары, которые мы покупаем для собственного потребления. Мы не покупаем их для производства других товаров, которые мы продаем.
Потребители в биологииВ биологии потребителем является организм, потребляющий другие организмы или органические вещества. Так они получают свою энергию.
В животном мире, например, консументы охотятся на другие организмы, потому что они не могут производить свою собственную энергию.
Они также не могут получать энергию из неорганических источников.
В этом смысле человек является биологическим потребителем. Чтобы получить энергию, мы едим другие организмы.
Согласно Dictionary.com , потребителем является:
«1. Человек или предмет, который потребляет. 2. (Экономика) человек или организация, которые используют товар или услугу. 3. (Экология) организм, обычно животное, которое питается растениями или другими животными».
В этой статье основное внимание уделяется экономическому определению термина.
Потребители – это конечные пользователи продукта или услуги. На этом изображении покупатель — взрослый. Он заплатил за куклу. Однако его дочь является потребителем. Мы используем термин «конечный потребитель», чтобы подчеркнуть, что именно с этим человеком заканчивается дорога для продукта. Еще один термин, подчеркивающий этот факт, — «конечный потребитель»9.0003
Потребители на рынке На рынке потребители — это люди или хозяйствующие субъекты, которые покупают или арендуют товары.
Они делают это для личного пользования. Другими словами, они не покупают их для производства или перепродажи.
Когда некоммерческие СМИ говорят о потребителях, они обычно имеют в виду людей. В частности, люди, занимающиеся оценкой, приобретением и использованием продуктов для удовлетворения своих потребностей и желаний.
Потребители являются ключевыми фигурами на рынке. Фактически вся деятельность производителей и продавцов товаров ориентирована на потребителей.
Адам Смит (1723-1790), шотландский пионер политической экономии, однажды сказал: «Потребление — единственная цель и цель любого производства; и интересы производителя следует учитывать только в той мере, в какой это может быть необходимо для продвижения интересов потребителя ». (Изображение: Википедия)
Потребитель против покупателя Мы часто используем термины «потребители» и «клиенты» взаимозаменяемо. Однако они не всегда имеют одинаковое значение.
Клиент не всегда является потребителем.
Покупатели покупают вещи, но потребители ими пользуются.
Например, клиенты компании, торгующей кормами для домашних животных, в основном взрослые. Однако потребителями являются собаки или кошки.
Разница между потребителями и покупателями влияет на то, как компании продают свою продукцию. Клиенты покупают игрушки, например, если потребители – дети – требуют их.
Таким образом, компании по производству игрушек должны ориентироваться на детей в своих маркетинговых усилиях. Впоследствии дети будут реагировать на маркетинговые усилия, влияя на то, что покупают взрослые.
Конечно, во многих случаях потребители и заказчики — одни и те же люди. Магазин женской одежды будет продавать в основном конечным пользователям.
Что такое потребительское право? Закон о защите прав потребителей включает в себя все правила и законы, направленные на создание более справедливого баланса для потребителей.
Это также направлено на то, чтобы не допустить использования поставщиками нечестной тактики.
В Соединенных Штатах законы штата и федеральные законы играют роль в регулировании законодательства о защите прав потребителей. Эти законы включают запрет на ложную рекламу и введение мер по обеспечению безопасности продукции.
Правительство также устанавливает правила, касающиеся практики взыскания долгов и защиты идентификационных данных потребителей.
Американский экономист Милтон Фридман (1912-2006) однажды сказал: «Многие люди хотят, чтобы правительство защищало потребителей . Гораздо более насущная проблема — защитить потребителя от правительства». В 1976 году Фридман получил Нобелевскую премию по экономике. (Изображение: thefamouspeople.com)
Потребители иногда становятся жертвами онлайн-мошенничества или покупают продукт, не сообщая о скрытых дефектах. Люди также теряли деньги из-за финансовых махинаций, кражи личных данных или незаконных и несанкционированных платежей по кредитным картам.
Потребителям обычно приходится обращаться за юридической консультацией, когда они становятся жертвами неэтичных действий. На самом деле экономисты говорят, что люди, знающие свои права, помогают улучшить экономику.
Что касается понимания потребителями своих прав, британское правительство написало:
«Потребители, понимающие свои права, могут играть важную роль в стимулировании роста, поскольку они заставляют предприятия внедрять инновации и добиваться эффективности».
«Для этого им нужны как конкурентные рынки, так и сильная, но простая основа закона о защите прав потребителей, которую можно эффективно применять».
Что такое общество потребления?Общество потребления — это общество, в котором люди часто покупают новые продукты, особенно товары, которые нам не нужны для выживания. Большинство стран с развитой экономикой являются обществами потребления. Потребители придают большое значение обладанию вещами.
Несколько веков назад общество было совсем другим.