Kafka消息交付

Kafka消息交付可靠性保障以及精确处理一次语义的实现。

所谓的消息交付可靠性保障，是指Kafka对Producer和Consumer要处理的消息提供什么样的承诺。常见的承诺有以下三种：

最多一次（atmost once）：消息可能会丢失，但绝不会被重复发送。

至少一次（at least once）：消息不会丢失，但有可能被重复发送。

精确一次（exactly once）：消息不会丢失，也不会被重复发送。

Kafka默认提供的交付可靠性保障是第二种，即至少一次。之前说过消息“已提交”的含义。即只有Broker成功“提交”消息且Producer接到Broker的应答才会认为该消息成功发送，如果没接到应答，则会重试，所以这会导致消息重复发送。

幂等性（Idempotence）和事务（Transaction）

无论是至少一次还是最多一次，都不如精确一次。即使Producer端重复发送了相同的消 息，Broker端也能做到自动去重。在下游Consumer看来，消息依然只有一条。

Kafka的精确一次是通过两种机制：幂等性（Idempotence）和事务（Transaction）。

幂等性Producer

Producer默认不是幂等性的，但我们可以创建幂等性Producer。仅需要设置一个参数即

// enable.idempotence被设置成true后，Producer自动升级成幂等性Producer
props.put(“enable.idempotence”, ture)
// 或者
props.put(ProducerConfig.ENABLE_IDEMPOTENCE_CONFIG， true)

幂等性Producer的作用范围：

它只能保证单分区上的幂等性，即一个幂等性Producer能够保证某个主题的一个分区上不出现重复消息，它无法实现多个分区的幂等性。其次，它只能实现单会话上的幂等性，不能实现跨会话的幂 等性。这里的会话，可以理解为Producer进程的一次运行。当重启了Producer进程之后，这种幂等性保证就丧失了。

如果想实现多分区以及多会话上的消息无重复，应该使用事务（transaction）或者依赖事务型Producer。这也是幂等性Producer和事务型Producer的最大区别！

事务

Kafka的事务概念类似于我们熟知的数据库提供的事务。Kafka对事务的支持，目前主要是在read committed隔离级别上做事情。它能保证多条消息原子性地写入到目标分区，同时也能保证Consumer只能看到事务成功提交的消息。

事务型Producer

事务型Producer能够保证将消息原子性地写入到多个分区中。这批消息要么全部写入成功，要么全部失败。另外，事务型Producer也不惧进程的重启。Producer重启回来后，Kafka依然保证它们发送消息的精确一次处理。

设置事务型Producer的方法也很简单，满足两个要求即可：

        * 和幂等性Producer一样，开启enable.idempotence = true。

        * 设置Producer端参数transactional.id。最好为其设置一个有意义的名字。

还需要在Producer代码中做一些调整

producer.initTransactions();
try {
    producer.beginTransaction();
    producer.send(record1);
    producer.send(record2);
    producer.commitTransaction();
} catch (KafkaException e) {
    producer.abortTransaction();
}

这段代码能够保证Record1和Record2被当作一个事务统一提交到Kafka，要么它们全部提交成功，要么全部写入失败。实际上即使写入失败，Kafka也会把它们写入到底层的日志中，也就是说Consumer还是会看到这些消息。

因此在Consumer端，读取事务型Producer发送的消息也是需要一些变更的。修改起来也很简单，设置isolation.level参数的值即可。当前这个参数有两个取值：

1. read_uncommitted：这是默认值，表明Consumer能够读取到Kafka写入的任何消息，不论事务型Producer提交事务还是终止事务，其写入的消息都可以读取。很显然，如果你用了事务型Producer，那么对应的Consumer就不要使用这个值。

2. read_committed：表明Consumer只会读取事务型Producer成功提交事务写入的消息。当然了，它也能看到非事务型Producer写入的所有消息。

总结：

幂等性Producer只能保证单分区、单会话上的消息幂等性；而 事务能够保证跨分区、跨会话间的幂等性。从交付语义上来看，自然是事务型Producer能做的更多。

 但比起幂等性Producer，事务型Producer的性能要更差，在实际使用过程中，我们需要仔细评估引入事务的开销，切不可无脑地启用事务。

参考：11 | 无消息丢失配置怎么实现？-Kafka核心技术与实战-极客时间 (geekbang.org)