kafka事务

kafka事务 文章

权威来源: https://cwiki.apache.org/confluence/display/KAFKA/KIP-98±+Exactly+Once+Delivery+and+Transactional+Messaging

概述 生产者幂等

配置：enable.idempotence。
幂等机制：每个producer每次启动时，都会获得一个ProducerID和序列号。broker要求新收到的消息

1. 序列号小于等于已确认的消息，这些消息被忽略
2. 序列号恰好等于已确认的消息+1，这个消息会被记录为最新消息
3. 序列号大于已确认的消息(异常状态)，则让Producer抛出IllegalStateException，从而关闭Producer

注意：即使同一个producer重启，也会生成新的ProducerID；不能跨Session幂等
如果使用了transactional.id, 则PID也会被保存并返回

事务

配置: transactional.id
transactional.id是producer配置，用于coordinator(broker)识别生产者的标识。它并非随机生成，由用户指定，以便可以在实例崩溃重启后，对事务进行恢复或终止。

kafka可以保证同一个生产者写入不同Topic和不同分区的多个消息由一个事务完成，但是不能保证这些消息都被一个消费者同时消费或者不消费。原因是：

1. log重写，丢失事务中的较老的消息
2. 消费者可以定位到任何offset
3. 消费者可能不会订阅所有相关的分区

核心概念

1. 引入Transaction Coordinator, 每个生产者都被唯一分配给一个Transaction Coordinator进行管理
2. 一个新的内部topic：Transaction Log
3. Control Message，用于broker向consumer告知消费的哪些消息被自动提交了offset
4. TransactionalId, 分配给生产者，允许不同的实例以相同的TransactionalId恢复
5. Epoch，用于识别相同的TransactionalId中，谁是最新的

流程

对于生产者来说，启动时，需要分配一个Transaction Coordinator；在发送消息时，需要记录消息的PID和offset，并最终提交所有的<分区,offset>映射；
对于Transaction Coordinator，Abort和Commit都需要将对应的Control Message写入到各个分区中，以便消费者消费缓存的消息；如果是Commit，还需要将对应的Offset提交到Consumer Coordinator中；
对于消费者，当收到带有PID的消息时，如果isolation.level是read_commited，则缓存此消息，直到收到对应PID的commit或abort消息。

Transaction Coordinator的状态：

图中的PrepareCommit阶段，Coordinator会向所有的参与者发送COMMIT(或ABORT)消息，在收到ACK之后，直接在本地写入CompleteCommit消息。
注意：一旦进入PrepareCommit分支之后，无法再进行Abort。

整个大的流程可以理解类似于2PC的事务模型，第一阶段是Producer向各个分区Broker调用send发送消息，返回成功认为是ready，返回错误则是abort；第二阶段则是Producer向Coordinator发送COMMIT消息。