Kafka自学笔记(三)：关于Kafka消息顺序问题

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🤔 Kafka的消息顺序

1.Kafka消息顺序是怎么出现的？

Kafka其本质是作为一个分布式发布-订阅消息系统，它在多个节点间进行消息传输和存储。

由于网络延迟、节点故障等因素的影响，可能会导致消息在传输过程中出现乱序或重复的问题。

具体地说，消息顺序问题可能出现在以下几种情况下：

分区内消息的顺序问题：Kafka将每个主题（topic）划分为若干个分区（partition），每个分区只能被一个消费者组内的一个消费者线程消费。如果同一个分区内的多条消息被同时发送到不同的节点上进行存储，由于网络延迟等因素，可能导致这些消息的顺序被打乱。

不同分区的消息顺序问题：对于一个主题而言，可能会有多个分区，不同的分区之间是没有顺序关系的。如果多个生产者同时向不同的分区发送消息，不同分区内的消息顺序可能无法保证一致性。

消息处理失败后重新发送：如果Kafka在处理某条消息时发生错误，则可能会触发自动重试机制，将相同的消息再次发送到Kafka中。如果该消息已经被消费者消费，则会导致消息的重复，并且可能会打乱消息的顺序。

2.如何应对出现的这些Kafka消息顺序问题?

对于同一个分区内的消息，可以将它们发送到同一个节点进行存储，以保证消息的顺序。

对于不同分区的消息，可以使用自定义的分区器（Partitioner）确保消息被发送到指定的分区上。

在处理消息时，应该考虑到错误处理机制，避免因为重试等原因导致消息的重复。

📝如何保证Kafka消息顺序

kafka只能保证单分区消息有序，如果要保证多个分区消息有序，那么就要做到broker保存的数据要保持顺序，消费时也要按序消费。只能保证单个partition中的消息有序，是因为每个partition只会被一个消费者线程消费。如果要保持多个partition的有序性，需要在生产者端定义分区键，使得相关的数据都被发送到同一个分区中，以确保相互之间的顺序。

但是，当某个partition上的消费堵塞时，其他partition的消息也无法消费，因为Kafka不支持跨partition的消费保序。因此，Kafka使用多个partition的概念来提高系统的并发性和吞吐量，并且只保证单个partition内的顺序。由于每个partition都可以独立地进行读写操作，所以不同的partition之间不会相互干扰，从而提升了系统的性能和可伸缩性。

那么问题来了，如何保证Kafka的消息顺序？

（1）全局消费有序

1个Topic（主题）只创建1个Partition(分区)，这样生产者的所有数据都发送到了一个Partition(分区)，保证了消息的消费顺序。

举个不太恰当例子~

夜深人静，王二狗，李二蛋，隔壁老王，三个人晚上睡不着，不约而同了打开了编程学习网站P站（Polofox.com），各自挑选了一位老师，王二狗选择了苍老师，我们记为【直播间-1】，李二蛋选择了小泽老师，我们记为【直播间-2】，隔壁老王选择了波多老师，我们记为【直播间-3】，三人在线观看直播，看到高潮的时候，三个人对老师们的娴熟技巧赞不绝口，三人赞不绝口的同时在直播间内发表评论，这个时候，我们希望所有直播间的消息都按照【直播间-1】先发、【直播间-2】后发、【直播间-3】最后发的顺序来消费。这时候如何实现呢？由于Kafka的单个Topic的单个分区是有序的，因此我们只需要给这三个直播间共用一个主题的同一个分区（就像一个收件箱）就可以做到三人所发的赞美消息是有序的。

（2）局部消费有序

生产者在发送消息的时候指定要发送到哪个Partition(分区)（1个）。一个Topic可以创建多个分区，以上文为例，二狗，二蛋，老王三人所在的直播间就是三个不同的topic，从大局来看不能保证三人发的消息一定是对应这个【直播间-1】先发、【直播间-2】后发、【直播间-3】这个顺序，但是从局部来看，也就是单个的直播间来看，他们的消息肯定是有序的。

🤗总结归纳

Kafka是一个分布式消息队列系统，它可以保证整个分区（Partition）内的消息有序，但对于分区间的消息顺序不能保障。所以，要保证局部消息有序，需要在一个分区内进行操作。

Kafka通过Partition来进行数据分片管理，在同一个Partition内的消息是有序的。当生产者向Kafka发送消息时，会根据消息的key值进行哈希计算，将消息发送到特定的Partition中，这样就保证了同一个key的所有消息都会发送到同一个Partition中。而一个Partition只能被一个消费者组中的一个消费者消费，这样，同一个Partition内的消息就可以被一个消费者顺序消费。

此外，Kafka还提供了消息的时间戳和Offset属性。时间戳是指消息生成的时间，而Offset是消息在Partition中的位置。消费者可以按照Offset的顺序逐个消费消息，也可以指定时间戳范围内的消息进行消费。因此，在同一个Partition内，可以按照Offset或时间戳对消息进行顺序消费，保证局部消息有序。

总之，Kafka可以通过Partition、key值、Offset和时间戳等方式来保证局部消息有序。但是，要想完全保证消息有序，需要在生产者端和消费者端都进行一些措施，例如合理分配Partition和设置合适的消费者数量等。

致谢：

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