我們經常會面臨這樣的問題,在確定某個topic下應該設置多少分區數,有時並不知道應該如何設置,如何評估等。或者別人問你當前kafka集羣中,具體的業務topic中分區數是多少,是如何知道需要多少分區或怎麼選擇比較適合的分區數。

結合業務場景和非業務條件

那麼我們應該如何選擇合適的分區數呢?

具體的業務具體分析。

但是前期我們可以根據這些 條件 實際業務場景 (消息總量,消息生產或消費頻率,要求的吞吐量等)、 軟件條件硬件條件負載情況 等,進行大致的評估我們可以設置topic多少分區數。

使用壓測工具,得出最佳分區數

kafka官方也提供了腳本方便我們針對我們的kafka集羣做測試,我們可以測試當前提供的硬件條件進行壓測,得出當前機器環境到底能支持多少分區數,從而達到儘量最優的方案。

生產者性能測試腳本:kafka-producer-perf-test.sh

消費者性能測試腳本:kafka-consumer-perf-test.sh

設置好topic的某個分區數,之後我們可以選擇不同的參數:比如消息發送總量、單條消息大小、吞吐量、acks、消費線程數等等,這樣壓測之後就能得出一份測試報告,報告包含的數據有:50%/90%/95%/99%的消息處理耗時、平均處理耗時、每秒消息發送吞吐量、每秒拉取的消息的字節大小/消息數量、消費總數、再平衡時間、按消息計數/消息大小計算的吞吐量等等。

合適的增加分區數是可以提高吞吐量,但超過一定的閾值之後,吞吐量也會隨之下降。如果生產上對吞吐量有一定的要求,可以在生產機器硬件條件下進行壓測,得出適合你的最優分區數。

吞吐量越高並不會一直與分區數有關

對kafka生產者而言,數據寫入每個分區是可以並行進行的。對kafka消費者而言,每個分區只能給一個消費者線程消費,所以消費組的消費並行度依賴於分區數。這樣看來好像分區數越多,理論上吞吐量應該越高。

但是,事實真的是這樣嗎?

消息中間件kafka的吞吐量並不只是跟分區有關。

消息寫入(生產)的吞吐量與這些有關: 消息大小消息壓縮方式消息發送方式(同步或異步)消息確認類型acks副本因子 等。

同樣,消息消費的吞吐量與業務邏輯消費速度等有關。

分區數與操作系統有關

分區數也不能無限制的增加,因爲其佔用了文件描述符,進程可支配的文件描述符是有限的。

一般如果要設置比較大的分區數,要特別留意是否超過系統的最的大描述符文件。雖然可以通過改系統配置,但是應儘量避免這種,畢竟文件句柄也是有開銷的。

注意消息寫入分區策略

我們知道消費寫入哪個分區,默認或者有些會根據Key計算其應寫入哪個分區,這個時候就要考慮與Key較強關聯的應用是否會影響你的使用場景。

比如有些應用場景可能只是要求某個分區內消息有序,如果一旦調整分區數,就有可能影響這種使用場景。

所以我們一般會盡量配置較好的分區數,儘量滿足未來2年內目標的吞吐量。

如果與Key關聯較弱的應用,我們可以在未來根據實際情況進行增加分區數。

分區數會影響系統可用性

Kafka通過多副本機制實現集羣高可用和高可靠,每個分區至少會有一個或多個副本,每個副本會存在於不同的Broker節點,並且只有leader副本對外提供服務。

kafka集羣內部所有副本都採用了自動化的方式進行管理,所有副本的數據都能保持一定程度上的同步。當Broker發生故障,leader副本所在的Broker節點上的所有分區將處於暫不可用狀態。

此時集羣內follower副本就會重新進行選舉出leader副本,整個過程由kafka控制器負責,並且集羣上的分區會存在暫時不可用,並且如果分區數過多,這個不可用的時間窗口就會更大。

分區數越多也會增加耗時

分區數越多,kafka在正常啓動和關閉的耗時也會變得越長。

與此同時,主題分區數也會在日誌清理時增加耗時,也會在刪除時耗費更多的時間。在舊版本上是比較明顯,在新版本已經得到了改善。

分區數理論參考設置值

一般情況下,分區數可以配置爲Broker節點數的整數倍,比如:Broker節點是3,那麼可以設置分區數爲3、6、9。

但是在broker節點數龐大的情況下,比如大幾十、上百、上千則不合適,一般這種也是比較極少的吧,除非有BAT的量級。如果需要可以在選定分區數時可以進一步考慮引入機架等參考因素。

實際情況具體分析,切勿盲目

最後,當你後期增加分區數時,要注意是否有必要或合理。筆者曾見過這種場景:將日誌消費後寫入es,但是存在消息堆積嚴重,於是將分區數從6個增加到12個,此時對堆積情況並沒有很好得到改善,甚至出現更差(比如同一日誌文件日誌數據出現不連續,即有序),最後只能刪掉主題,重新設置原來的分區數。

因爲系統的主要瓶頸在於es的寫入能力,造成消費速度慢,從而引起海量日誌消息的堆積。

所以分析出當前的主要問題(瓶頸等)很重要,切記不能隨意或盲目設置分區數。

參考書籍:《深入理解kafka》

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