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Kafka生产者——向Kafka写入数据

不管是把Kafka作为消息队列、消息总线还是数据存储平台，总是需要一个可以往Kafka写入数据的生产者、一个可以从Kafka读取数据的消费者，或者一个兼具两种角色的应用程序。

生产者概览

一个应用程序会在很多情况下向Kafka写入消息：记录用户的活动（用于审计和分析）​、记录指标、记录日志、记录从智能家电收集到的信息、与其他应用程序进行异步通信、缓冲即将写入数据库的数据，等等。不同的应用场景直接影响如何使用和配置生产者API。尽管生产者API使用起来很简单，但消息的发送过程还是有点儿复杂。下图展示了向Kafka发送消息的主要步骤：

先从创建一个ProducerRecord对象开始，其中需要包含目标主题和要发送的内容。另外，还可以指定键、分区、时间戳或标头。在发送ProducerRecord对象时，生产者需要先把键和值对象序列化成字节数组，这样才能在网络上传输。

接下来，如果没有显式地指定分区，那么数据将被传给分区器。分区器通常会基于ProducerRecord对象的键选择一个分区。选好分区以后，生产者就知道该往哪个主题和分区发送这条消息了。紧接着，该消息会被添加到一个消息批次里，这个批次里的所有消息都将被发送给同一个主题和分区。有一个独立的线程负责把这些消息批次发送给目标broker。

broker在收到这些消息时会返回一个响应。如果消息写入成功，就返回一个RecordMetaData对象，其中包含了主题和分区信息，以及消息在分区中的偏移量。如果消息写入失败，则会返回一个错误。生产者在收到错误之后会尝试重新发送消息，重试几次之后如果还是失败，则会放弃重试，并返回错误信息。

创建Kafka生产者

要向Kafka写入消息，首先需要创建一个生产者对象，并设置一些属性。Kafka生产者有3个必须设置的属性。

bootstrap.servers

broker的地址。可以由多个host:port组成，生产者用它们来建立初始的Kafka集群连接。它不需要包含所有的broker地址，因为生产者在建立初始连接之后可以从给定的broker那里找到其他broker的信息。不过还是建议至少提供两个broker地址，因为一旦其中一个停机，则生产者仍然可以连接到集群。

key.serializer

一个类名，用来序列化消息的键。broker希望接收到的消息的键和值都是字节数组。生产者可以把任意Java对象作为键和值发送给broker，但它需要知道如何把这些Java对象转换成字节数组。key.serializer必须被设置为一个实现了org.apache.kafka.common.serialization.Serializer接口的类，生产者会用这个类把键序列化成字节数组。Kafka客户端默认提供了ByteArraySerializer、StringSerializer和IntegerSerializer等，如果你只使用常见的几种Java对象类型，就没有必要实现自己的序列化器。需要注意的是，必须设置key.serializer这个属性，尽管你可能只需要将值发送给Kafka。如果只需要发送值，则可以将Void作为键的类型，然后将这个属性设置为VoidSerializer。

value.serializer

一个类名，用来序列化消息的值。与设置key.serializer属性一样，需要将value.serializer设置成可以序列化消息值对象的类。

发送消息到Kafka

同步发送消息

同步发送消息很简单，当Kafka返回错误或重试次数达到上限时，生产者可以捕获到异常。这里需要考虑性能问题。根据Kafka集群繁忙程度的不同，broker可能需要2毫秒或更长的时间来响应请求。如果采用同步发送方式，那么发送线程在这段时间内就只能等待，什么也不做，甚至都不发送其他消息，这将导致糟糕的性能。因此，同步发送方式通常不会被用在生产环境中​。

KafkaProducer一般会出现两种错误。一种是可重试错误，这种错误可以通过重发消息来解决。例如，对于连接错误，只要再次建立连接就可以解决。对于“not leader for partition”​（非分区首领）错误，只要重新为分区选举首领就可以解决，此时元数据也会被刷新。可以通过配置启用KafkaProducer的自动重试机制。如果在多次重试后仍无法解决问题，则应用程序会收到重试异常。另一种错误则无法通过重试解决，比如“Message size too large”​（消息太大）​。对于这种错误，KafkaProducer不会进行任何重试，而会立即抛出异常。