0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

Kafka为什么要抛弃ZooKeeper?

jf_ro2CN3Fa 来源:yes的练级攻略 2023-05-18 10:56 次阅读

  • ZooKeeper 的作用
  • 那为什么要抛弃 ZooKeeper
    • 先来看看运维的层面的问题。
    • 再看性能层面的问题。
    • 基于 ZooKeeper 的性能问题 Kafka 之前就做了一些升级。
  • 所以没了 Zookeeper 之后的 Kafka 的怎样的?
  • 最后

在上个月 30 号, confluent 发布了一篇文章,文章上说在 Kafka 2.8 版本上将支持内部的 quorum 服务来替换 ZooKeeper 的工作。

2fe14634-f526-11ed-90ce-dac502259ad0.png

其实去年我写的 Kafka 控制器事件处理全流程这篇文章已经提到这一点。

300b7116-f526-11ed-90ce-dac502259ad0.png

今天再稍微展开来说说。

ZooKeeper 的作用

ZooKeeper 是一个开源的分布式协调服务框架,你也可以认为它是一个可以保证一致性的分布式(小量)存储系统。特别适合存储一些公共的配置信息、集群的一些元数据等等。

它有持久节点和临时节点,而临时节点这个玩意再配合 Watcher 机制就很有用。

当创建临时节点的客户端与 ZooKeeper 断连之后,这个临时节点就会消失,并且订阅了节点状态变更的客户端会收到这个节点状态变更的通知。

302a5fcc-f526-11ed-90ce-dac502259ad0.png

所以集群中某一服务上线或者下线,都可以被检测到。因此可以用来实现服务发现,也可以实现故障转移的监听机制。

Kafka 就是强依赖于 ZooKeeper,没有 ZooKeeper 的话 Kafka 都无法运行。ZooKeeper 为 Kafka 提供了元数据的管理,例如一些 Broker 的信息、主题数据、分区数据等等。

在每个 Broker 启动的时候,都会和 ZooKeeper 进行交互,这样 ZooKeeper 就存储了集群中所有的主题、配置、副本等信息。

305c9258-f526-11ed-90ce-dac502259ad0.png

还有一些选举、扩容等机制也都依赖 ZooKeeper 。

例如控制器的选举:每个 Broker 启动都会尝试在 ZooKeeper 注册/controller临时节点来竞选控制器,第一个创建/controller节点的 Broker 会被指定为控制器。

竞争失败的节点也会依赖 watcher 机制,监听这个节点,如果控制器宕机了,那么其它 Broker 会继续来争抢,实现控制器的 failover。

从上面就可以得知 ZooKeeper 对 Kafka 来说很重要

基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序,支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能

  • 项目地址:https://github.com/YunaiV/ruoyi-vue-pro
  • 视频教程:https://doc.iocoder.cn/video/

那为什么要抛弃 ZooKeeper

软件架构都是演进的,之所以要变更那肯定是因为出现了瓶颈。

先来看看运维的层面的问题。

首先身为一个中间件,需要依赖另一个中间件,这就感觉有点奇怪。

你要说依赖 Netty 这种,那肯定是没问题的。但是 Kafka 的运行需要提供 ZooKeeper 集群,这其实有点怪怪的。

就等于如果你公司要上 Kafka 就得跟着上 ZooKeeper ,被动了增加了运维的复杂度。

好比你去商场买衣服,要买个上衣,服务员说不单卖,要买就得买一套,这钱是不是多花了?

所以运维人员不仅得照顾 Kafka 集群,还得照顾 ZooKeeper 集群。

再看性能层面的问题。

ZooKeeper 有个特点,强一致性

如果 ZooKeeper 集群的某个节点的数据发生变更,则会通知其它 ZooKeeper 节点同时执行更新,就得等着大家(超过半数)都写完了才行,这写入的性能就比较差了。

30933aec-f526-11ed-90ce-dac502259ad0.png

然后看到上面我说的小量 存储系统了吧,一般而言,ZooKeeper 只适用于存储一些简单的配置或者是集群的元数据,不是真正意义上的存储系统。

如果写入的数据量过大,ZooKeeper 的性能和稳定性就会下降,可能导致 Watch 的延时或丢失。

所以在 Kafka 集群比较大,分区数很多的时候,ZooKeeper 存储的元数据就会很多,性能就差了。

还有,ZooKeeper 也是分布式的,也需要选举,它的选举也不快,而且发生选举的那段时候是不提供服务的!

基于 ZooKeeper 的性能问题 Kafka 之前就做了一些升级。

例如以前 Consumer 的位移数据是保存在 ZooKeeper 上的,所以当提交位移或者获取位移的时候都需要访问 ZooKeeper ,这量一大 ZooKeeper 就顶不住。

所以后面引入了位移主题(Topic 是 __consumer_offsets),将位移的提交和获取当做消息一样来处理,存储在日志中,避免了频繁访问 ZooKeeper 性能差的问题。

还有像一些大公司,可能要支持百万分区级别,这目前的 Kafka 单集群架构下是无法支持稳定运行的,也就是目前单集群可以承载的分区数有限。

所以,Kafka 需要去 ZooKeeper 。

基于 Spring Cloud Alibaba + Gateway + Nacos + RocketMQ + Vue & Element 实现的后台管理系统 + 用户小程序,支持 RBAC 动态权限、多租户、数据权限、工作流、三方登录、支付、短信、商城等功能

  • 项目地址:https://github.com/YunaiV/yudao-cloud
  • 视频教程:https://doc.iocoder.cn/video/

所以没了 Zookeeper 之后的 Kafka 的怎样的?

没了 Zookeeper 的 Kafka 就把元数据存储到自己内部了,利用之前的 Log 存储机制来保存元数据。

就和上面说到的位移主题一样,会有一个元数据主题,元数据会像普通消息一样保存在 Log 中。

所以元数据和之前的位移一样,利用现有的消息存储机制稍加改造来实现了功能,完美!

然后还搞了个 KRaft 来实现 Controller Quorum。

30b1f73e-f526-11ed-90ce-dac502259ad0.png图来自 confluent

这个协议是基于 Raft 的,协议具体就不展开了,就理解为它能解决 Controller Leader 的选举,并且让所有节点达成共识。

在之前基于 Zookeeper 实现的单个 Controller 在分区数太大的时候还有个问题,故障转移太慢了。

当 Controller 变更的时候,需要重新加载所有的元数据到新的 Controller 身上,并且需要把这些元数据同步给集群内的所有 Broker。

而 Controller Quorum 中的 Leader 选举切换则很快,因为元数据都已经在 quorum 中同步了,也就是 quorum 的 Broker 都已经有全部了元数据,所以不需要重新加载元数据!

并且其它 Broker 已经基于 Log 存储了一些元数据,所以只需要增量更新即可,不需要全量了。

这波改造下来就解决了之前元数据过多的问题,可以支持更多的分区!

最后

可能看到这里有人会说,那为何一开始不这么实现?

因为 ZooKeeper 是一个功能强大且经过验证的工具,在早期利用它来实现一些功能,多简单哟,都不需要自己实现。

要不是 ZooKeeper 的机制导致了这个瓶颈,也不可能会有这个改造的。

软件就是这样,没必要重复造轮子,合适就好。


审核编辑 :李倩


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 控制器
    +关注

    关注

    112

    文章

    16350

    浏览量

    177949
  • 存储系统
    +关注

    关注

    2

    文章

    409

    浏览量

    40857
  • kafka
    +关注

    关注

    0

    文章

    51

    浏览量

    5216

原文标题:总监问我:Kafka 为什么要抛弃 ZooKeeper?

文章出处:【微信号:芋道源码,微信公众号:芋道源码】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    基于kafkazookeeper高可用集群的shell脚本使用步骤

    kafka+zookeeper高可用集群搭建shell脚本使用教程
    发表于 03-11 16:50

    Zookeeper源码记录

    《源码_Zookeeper》_Zookeeper 服务端启动流程
    发表于 06-13 09:06

    Linux 安装zookeeper

    Zookeeper 了( sh zkServer.sh),启动后检查 Zookeeper 是否已经在服务,可以通过 netstat – ano 命令查看是否有你配置的 clientPort 端口号在监听
    发表于 07-05 06:18

    zookeeper的安装

    zookeeper的集群搭建
    发表于 10-25 17:24

    Kafka基础入门文档

    kafka系统入门教程(原理、配置、集群搭建、Java应用、Kafka-manager)
    发表于 03-12 07:22

    Kafka集群环境的搭建

    1、环境版本版本:kafka2.11,zookeeper3.4注意:这里zookeeper3.4也是基于集群模式部署。2、解压重命名tar -zxvf
    发表于 01-05 17:55

    Kafka文件存储机制分析

    《p》Kafka是什么《/p》《p》Kafka是最初由Linkedin公司开发,是一个分布式、分区的、多副本的、多订阅者,基于zookeeper协调的分布式日志系统(也可以当做MQ系统),常见可以用
    发表于 09-28 15:40 0次下载

    分布式发布与订阅系统Apache Kafka在即将发布的2.8版本

    分布式发布与订阅系统Apache Kafka在即将发布的2.8版本,使用Kafka内部的Quorum控制器来取代ZooKeeper,因此用户第一次可在完全不需要ZooKeeper的情况
    的头像 发表于 05-31 09:58 1544次阅读

    Kafka的概念及Kafka的宕机

    问题要从一次Kafka的宕机开始说起。 笔者所在的是一家金融科技公司,但公司内部并没有采用在金融支付领域更为流行的 RabbitMQ ,而是采用了设计之初就为日志处理而生的 Kafka ,所以我一直
    的头像 发表于 08-27 11:21 2100次阅读
    <b class='flag-5'>Kafka</b>的概念及<b class='flag-5'>Kafka</b>的宕机

    Zookeeper使用注意事项

    ZAB (Zookeeper Atomic Broadcast 原子广播协议) 协议是为分布式协调服务ZooKeeper专门设计的一种支持崩溃恢复的一致性协议。基于该协议,ZooKeeper 实现了一种主从模式的系统架构来保持集
    的头像 发表于 07-25 09:01 952次阅读

    zookeeper+kafka on k8s环境部署

    Apache ZooKeeper 是一个集中式服务,用于维护配置信息、命名、提供分布式同步和提供组服务,ZooKeeper 致力于开发和维护一个开源服务器,以实现高度可靠的分布式协调,其实也可以认为就是一个分布式数据库,只是结构比较特殊,是树状结构。官网文档:
    的头像 发表于 09-20 10:10 1189次阅读

    zookeeper引入什么机制

    Zookeeper是一个开源的分布式协调服务,被广泛应用于构建分布式系统和大规模集群的管理。作为一个分布式协调服务,Zookeeper引入了一系列机制来提供可靠的协调和一致性服务。在这篇文章中,我们
    的头像 发表于 12-03 16:38 863次阅读

    zookeeperkafka的关系

    ZookeeperKafka是两个不同的开源软件,它们可以在分布式系统中发挥不同的作用。下面我将详细说明它们之间的关系以及它们在分布式系统中的作用。 首先,让我们先介绍一下Zookeeper
    的头像 发表于 12-03 16:39 1533次阅读

    Zookeeper的原理和作用

    Zookeeper是一个分布式协调服务,它提供了一组丰富的API和工具,用于构建分布式应用。它可以帮助开发人员解决分布式系统中的一些常见问题,如分布式锁、配置管理、命名服务、分布式队列等。在这
    的头像 发表于 12-03 16:45 1478次阅读

    zookeeper端口配置

    Zookeeper是一个开源的分布式协调服务,用于管理大规模分布式系统的配置信息、命名服务、同步和分布式锁等。在使用Zookeeper时,我们需要对其端口进行配置,以确保其能够正常运行和提供服务
    的头像 发表于 12-04 10:37 1855次阅读