SpringBoot整合Kafka stream實時統(tǒng)計數(shù)據(jù)

作者：FastCoder 2021-08-17 06:48:43

開發(fā)

前端

Kafka Kafka Streams是一個客戶端類庫，用于處理和分析存儲在Kafka中的數(shù)據(jù)。它建立在流式處理的一些重要的概念之上：如何區(qū)分事件時間和處理時間、Windowing的支持、簡單高效的管理和實時查詢應(yīng)用程序狀態(tài)。

目前成都創(chuàng)新互聯(lián)公司已為千余家的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、雅安服務(wù)器托管、綿陽服務(wù)器托管、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計、茂名網(wǎng)站維護等服務(wù)，公司將堅持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長，共同發(fā)展。

[[417927]]

環(huán)境：springboot2.3.12.RELEASE + kafka_2.13-2.7.0 + zookeeper-3.6.2

Kafka Stream介紹

Kafka在0.10版本推出了Stream API，提供了對存儲在Kafka內(nèi)的數(shù)據(jù)進行流式處理和分析的能力。

流式計算一般被用來和批量計算做比較。批量計算往往有一個固定的數(shù)據(jù)集作為輸入并計算結(jié)果。而流式計算的輸入往往是“無界”的(Unbounded Data)，持續(xù)輸入的，即永遠拿不到全量數(shù)據(jù)去做計算;同時，計算結(jié)果也是持續(xù)輸出的，只能拿到某一個時刻的結(jié)果，而不是最終的結(jié)果。

Kafka Streams是一個客戶端類庫，用于處理和分析存儲在Kafka中的數(shù)據(jù)。它建立在流式處理的一些重要的概念之上：如何區(qū)分事件時間和處理時間、Windowing的支持、簡單高效的管理和實時查詢應(yīng)用程序狀態(tài)。

Kafka Streams的門檻非常低：和編寫一個普通的Kafka消息處理程序沒有太大的差異，可以通過多進程部署來完成擴容、負載均衡、高可用(Kafka Consumer的并行模型)。

Kafka Streams的一些特點：

• 被設(shè)計成一個簡單的、輕量級的客戶端類庫，能夠被集成到任何Java應(yīng)用中
• 除了Kafka之外沒有任何額外的依賴，利用Kafka的分區(qū)模型支持水平擴容和保證順序性
• 通過可容錯的狀態(tài)存儲實現(xiàn)高效的狀態(tài)操作(windowed joins and aggregations)
• 支持exactly-once語義
• 支持紀錄級的處理，實現(xiàn)毫秒級的延遲
• 提供High-Level的Stream DSL和Low-Level的Processor API

Stream Processing Topology流處理拓撲

• 流是Kafka Streams提供的最重要的抽象：它表示一個無限的、不斷更新的數(shù)據(jù)集。流是不可變數(shù)據(jù)記錄的有序、可重放和容錯序列，其中數(shù)據(jù)記錄定義為鍵值對。
• Stream Processing Application是使用了Kafka Streams庫的應(yīng)用程序。它通過processor topologies定義計算邏輯，其中每個processor topology都是多個stream processor(節(jié)點)通過stream組成的圖。
• A stream processor 是處理器拓撲中的節(jié)點;它表示一個處理步驟，通過每次從拓撲中的上游處理器接收一個輸入記錄，將其操作應(yīng)用于該記錄，來轉(zhuǎn)換流中的數(shù)據(jù)，并且隨后可以向其下游處理器生成一個或多個輸出記錄。

有兩種特殊的processor：

Source Processor 源處理器是一種特殊類型的流處理器，它沒有任何上游處理器。它通過使用來自一個或多個kafka topic的記錄并將其轉(zhuǎn)發(fā)到其下游處理器，從而從一個或多個kafka topic生成其拓撲的輸入流。

Sink Processor 接收器處理器是一種特殊類型的流處理器，沒有下游處理器。它將從其上游處理器接收到的任何記錄發(fā)送到指定的kafka topic。

相關(guān)的核心概念查看如下鏈接

下面演示Kafka Stream 在Springboot中的應(yīng)用

依賴

  
 
 
 

   
  
  
  
 
   
  
  
  
  org.springframework.boot 
   
  
  
  
  spring-boot-starter-web 
   
  
  
  
   
   
  
  
  
 
   
  
  
  
  org.springframework.kafka 
   
  
  
  
  spring-kafka 
   
  
  
  
 
   
  
  
  
 
   
  
  
  
  org.apache.kafka 
   
  
  
  
  kafka-streams 
   
  
  
  
 
  
 
 
 

配置

  
 
 
 

   
  
  
  
server: 
   
  
  
  
  port: 9090 
   
  
  
  
spring: 
   
  
  
  
  application: 
   
  
  
  
    name: kafka-demo 
   
  
  
  
  kafka: 
   
  
  
  
    streams: 
   
  
  
  
      application-id: ${spring.application.name} 
   
  
  
  
      properties: 
   
  
  
  
        spring.json.trusted.packages: '*' 
   
  
  
  
    bootstrap-servers: 
   
  
  
  
    - localhost:9092 
   
  
  
  
    - localhost:9093 
   
  
  
  
    - localhost:9094 
   
  
  
  
    producer: 
   
  
  
  
      acks: 1 
   
  
  
  
      retries: 10 
   
  
  
  
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer 
   
  
  
  
      value-serializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonSerializer #org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer 
   
  
  
  
      properties: 
   
  
  
  
        spring.json.trusted.packages: '*' 
   
  
  
  
    consumer: 
   
  
  
  
      key-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer 
   
  
  
  
      value-deserializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonDeserializer #org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer 
   
  
  
  
      enable-auto-commit: false 
   
  
  
  
      group-id: ConsumerTest 
   
  
  
  
      auto-offset-reset: latest 
   
  
  
  
      properties: 
   
  
  
  
        session.timeout.ms: 12000 
   
  
  
  
        heartbeat.interval.ms: 3000 
   
  
  
  
        max.poll.records: 100 
   
  
  
  
        spring.json.trusted.packages: '*' 
   
  
  
  
    listener: 
   
  
  
  
      ack-mode: manual-immediate 
   
  
  
  
      type: batch 
   
  
  
  
      concurrency: 8 
   
  
  
  
    properties: 
   
  
  
  
      max.poll.interval.ms: 300000 
  
 
 
 

消息發(fā)送

  
 
 
 

   
  
  
  
@Service 
   
  
  
  
public class MessageSend { 
   
  
  
  
  @Resource 
   
  
  
  
  private KafkaTemplate kafkaTemplate ; 
   
  
  
  
  public void sendMessage2(Message message) { 
   
  
  
  
    kafkaTemplate.send(new ProducerRecord("test", message)).addCallback(result -> { 
   
  
  
  
      System.out.println("執(zhí)行成功..." + Thread.currentThread().getName()) ; 
   
  
  
  
    }, ex -> { 
   
  
  
  
      System.out.println("執(zhí)行失敗") ; 
   
  
  
  
      ex.printStackTrace() ; 
   
  
  
  
    }) ; 
   
  
  
  
  } 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

消息監(jiān)聽

  
 
 
 

   
  
  
  
@KafkaListener(topics = {"test"}) 
   
  
  
  
public void listener2(List> records, Acknowledgment ack) { 
   
  
  
  
  for (ConsumerRecord record : records) { 
   
  
  
  
    System.out.println(this.getClass().hashCode() + ", Thread" + Thread.currentThread().getName() + ", key: " + record.key() + ", 接收到消息：" + record.value() + ", patition: " + record.partition() + ", offset: " + record.offset()) ; 
   
  
  
  
  } 
   
  
  
  
  try { 
   
  
  
  
    TimeUnit.SECONDS.sleep(0) ; 
   
  
  
  
  } catch (InterruptedException e) { 
   
  
  
  
    e.printStackTrace(); 
   
  
  
  
  } 
   
  
  
  
  ack.acknowledge() ; 
   
  
  
  
} 
   
  
  
  
     
   
  
  
  
@KafkaListener(topics = {"demo"}) 
   
  
  
  
public void listenerDemo(List> records, Acknowledgment ack) { 
   
  
  
  
  for (ConsumerRecord record : records) { 
   
  
  
  
    System.out.println("Demo Topic: " + this.getClass().hashCode() + ", Thread" + Thread.currentThread().getName() + ", key: " + record.key() + ", 接收到消息：" + record.value() + ", patition: " + record.partition() + ", offset: " + record.offset()) ; 
   
  
  
  
  } 
   
  
  
  
  ack.acknowledge() ; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

Kafka Stream處理

消息轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)發(fā)其它Topic

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStream(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test"); 
   
  
  
  
  stream.map((key, value) -> { 
   
  
  
  
    System.out.println("原始消息內(nèi)容：" + new String((byte[]) value, Charset.forName("UTF-8"))) ; 
   
  
  
  
    return new KeyValue<>(key, "{\"title\": \"123123\", \"message\": \"重新定義內(nèi)容\"}".getBytes(Charset.forName("UTF-8"))) ; 
   
  
  
  
  }).to("demo") ; 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

Stream對象處理

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStream4(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  JsonSerde jsonSerde = new JsonSerde<>() ; 
   
  
  
  
  JsonDeserializer descri = (JsonDeserializer) jsonSerde.deserializer() ; 
   
  
  
  
  descri.addTrustedPackages("*") ; 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test", Consumed.with(Serdes.String(), jsonSerde)); 
   
  
  
  
  stream.map((key, value) -> { 
   
  
  
  
    value.setTitle("XXXXXXX") ; 
   
  
  
  
    return new KeyValue<>(key, value) ; 
   
  
  
  
  }).to("demo", Produced.with(Serdes.String(), jsonSerde)) ; 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

分組處理

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStream5(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  JsonSerde jsonSerde = new JsonSerde<>() ; 
   
  
  
  
  JsonDeserializer descri = (JsonDeserializer) jsonSerde.deserializer() ; 
   
  
  
  
  descri.addTrustedPackages("*") ; 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test", Consumed.with(Serdes.String(), jsonSerde)); 
   
  
  
  
  stream.selectKey(new KeyValueMapper() { 
   
  
  
  
    @Override 
   
  
  
  
    public String apply(String key, Message value) { 
   
  
  
  
      return value.getOrgCode() ; 
   
  
  
  
    } 
   
  
  
  
  }) 
   
  
  
  
  .groupByKey(Grouped.with(Serdes.String(), jsonSerde)) 
   
  
  
  
  .count() 
   
  
  
  
  .toStream().print(Printed.toSysOut()); 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

聚合

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStream6(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  JsonSerde jsonSerde = new JsonSerde<>() ; 
   
  
  
  
  JsonDeserializer descri = (JsonDeserializer) jsonSerde.deserializer() ; 
   
  
  
  
  descri.addTrustedPackages("*") ; 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test", Consumed.with(Serdes.String(), jsonSerde)); 
   
  
  
  
  stream.selectKey(new KeyValueMapper() { 
   
  
  
  
    @Override 
   
  
  
  
    public String apply(String key, Message value) { 
   
  
  
  
      return value.getOrgCode() ; 
   
  
  
  
    } 
   
  
  
  
  }) 
   
  
  
  
  .groupByKey(Grouped.with(Serdes.String(), jsonSerde)) 
   
  
  
  
  .aggregate(() -> 0L, (key, value ,aggValue) -> { 
   
  
  
  
    System.out.println("key = " + key + ", value = " + value + ", agg = " + aggValue) ; 
   
  
  
  
    return aggValue + 1 ; 
   
  
  
  
  }, Materialized.>as("kvs").withValueSerde(Serdes.Long())) 
   
  
  
  
  .toStream().print(Printed.toSysOut()); 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

Filter過濾數(shù)據(jù)

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStream7(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  JsonSerde jsonSerde = new JsonSerde<>() ; 
   
  
  
  
  JsonDeserializer descri = (JsonDeserializer) jsonSerde.deserializer() ; 
   
  
  
  
  descri.addTrustedPackages("*") ; 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test", Consumed.with(Serdes.String(), jsonSerde)); 
   
  
  
  
  stream.selectKey(new KeyValueMapper() { 
   
  
  
  
    @Override 
   
  
  
  
    public String apply(String key, Message value) { 
   
  
  
  
      return value.getOrgCode() ; 
   
  
  
  
    } 
   
  
  
  
  }) 
   
  
  
  
  .groupByKey(Grouped.with(Serdes.String(), jsonSerde)) 
   
  
  
  
  .aggregate(() -> 0L, (key, value ,aggValue) -> { 
   
  
  
  
    System.out.println("key = " + key + ", value = " + value + ", agg = " + aggValue) ; 
   
  
  
  
    return aggValue + 1 ; 
   
  
  
  
  }, Materialized.>as("kvs").withValueSerde(Serdes.Long())) 
   
  
  
  
  .toStream() 
   
  
  
  
  .filter((key, value) -> !"2".equals(key)) 
   
  
  
  
  .print(Printed.toSysOut()); 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

過濾Key不等于"2"

分支多流處理

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStream8(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  JsonSerde jsonSerde = new JsonSerde<>() ; 
   
  
  
  
  JsonDeserializer descri = (JsonDeserializer) jsonSerde.deserializer() ; 
   
  
  
  
  descri.addTrustedPackages("*") ; 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test", Consumed.with(Serdes.String(), jsonSerde)); 
   
  
  
  
  // 分支，多流處理 
   
  
  
  
  KStream[] arrStream = stream.branch( 
   
  
  
  
    (key, value) -> "男".equals(value.getSex()),  
   
  
  
  
    (key, value) -> "女".equals(value.getSex())); 
   
  
  
  
  Stream.of(arrStream).forEach(as -> { 
   
  
  
  
    as.foreach((key, message) -> { 
   
  
  
  
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", key = " + key + ", message = " + message) ; 
   
  
  
  
    }); 
   
  
  
  
  }); 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

多字段分組

不能使用多個selectKey，后面的會覆蓋前面的

  
 
 
 

   
  
  
  
@Bean 
   
  
  
  
public KStream kStreamM2(StreamsBuilder streamsBuilder) { 
   
  
  
  
  JsonSerde jsonSerde = new JsonSerde<>() ; 
   
  
  
  
  JsonDeserializer descri = (JsonDeserializer) jsonSerde.deserializer() ; 
   
  
  
  
  descri.addTrustedPackages("*") ; 
   
  
  
  
  KStream stream = streamsBuilder.stream("test", Consumed.with(Serdes.String(), jsonSerde)); 
   
  
  
  
  stream 
   
  
  
  
  .selectKey(new KeyValueMapper() { 
   
  
  
  
    @Override 
   
  
  
  
    public String apply(String key, Message value) { 
   
  
  
  
      System.out.println(Thread.currentThread().getName()) ; 
   
  
  
  
      return value.getTime() + " | " + value.getOrgCode() ; 
   
  
  
  
    } 
   
  
  
  
  }) 
   
  
  
  
  .groupByKey(Grouped.with(Serdes.String(), jsonSerde)) 
   
  
  
  
  .count() 
   
  
  
  
  .toStream().print(Printed.toSysOut()); 
   
  
  
  
  return stream; 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

執(zhí)行結(jié)果：

 

本文題目：Springboot整合KafkaStream實時統(tǒng)計數(shù)據(jù)
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