Kafka Consumer 的 Rebalance 机制

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这是一个创建于 2170 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

上周参加了 Kafka Meetup 北京站的技术分享，本文简单介绍下 Kafka Consumer 的 Rebalance 机制以及其新版本中的优化策略~

Kafka 之前版本的 Consumer Groups

Consumer Group

如上图所示，Consumer 使用 Consumer Group 名称标记自己，并且发布到主题的每条记录都会传递到每个订阅消费者组中的一个 Consumer 实例。 Consumer 实例可以在单独的进程中或在单独的机器上。

如果所有 Consumer 实例都属于同一个 Consumer Group ，那么这些 Consumer 实例将平衡再负载的方式来消费 Kafka。

如果所有 Consumer 实例具有不同的 Consumer Group，则每条记录将广播到所有 Consumer 进程。

Group Coordinator

Group Coordinator 是一个服务，每个 Broker在启动的时候都会启动一个该服务。Group Coordinator 的作用是用来存储 Group 的相关 Meta 信息，并将对应 Partition 的 Offset 信息记录到 Kafka 内置Topic(__consumer_offsets) 中。Kafka 在 0.9 之前是基于 Zookeeper 来存储 Partition 的 Offset 信息 (consumers/{group}/offsets/{topic}/{partition})，因为 Zookeeper 并不适用于频繁的写操作，所以在 0.9 之后通过内置 Topic 的方式来记录对应 Partition 的 Offset。如下图所示：

在 Kafka 0.8.2 之前是这样的

之后是这样的：

每个 Group 都会选择一个 Coordinator 来完成自己组内各 Partition 的 Offset 信息，选择的规则如下：

计算 Group 对应在 __consumer_offsets 上的 Partition
根据对应的 Partition 寻找该 Partition 的 leader 所对应的 Broker，该 Broker 上的 Group Coordinator 即就是该 Group 的 Coordinator

Partition 计算规则：

partition-Id(__consumer_offsets) = Math.abs(groupId.hashCode() % groupMetadataTopicPartitionCount)

其中 groupMetadataTopicPartitionCount 对应 offsets.topic.num.partitions 参数值，默认值是 50 个分区

Consumer Rebalance Protocol

发生 rebalance 的时机

组成员个数发生变化。例如有新的 consumer 实例加入该消费组或者离开组。
订阅的 Topic 个数发生变化。
订阅 Topic 的分区数发生变化。

消费者进程挂掉的情况

session 过期
heartbeat 过期

Rebalance 发生时，Group 下所有 Consumer 实例都会协调在一起共同参与，Kafka 能够保证尽量达到最公平的分配。但是 Rebalance 过程对 Consumer Group 会造成比较严重的影响。在 Rebalance 的过程中 Consumer Group 下的所有消费者实例都会停止工作，等待 Rebalance 过程完成。