滴滴二面之Kafka如何读写副本消息的

前言

无论是读取副本还是写入副本，都是通过底层的Partition对象完成的，而这些分区对象全部保存在上节课所学的allPartitions字段中。可以说，理解这些字段的用途，是后续我们探索副本管理器类功能的重要前提。

现在，我们就来学习下副本读写功能。整个Kafka的同步机制，本质上就是副本读取+副本写入，搞懂了这两个功能，你就知道了Follower副本是如何同步Leader副本数据的。

appendRecords-副本写入

向副本底层日志写入消息的逻辑就实现在ReplicaManager#appendRecords。

Kafka需副本写入的场景：

1. 生产者向Leader副本写入消息
2. Follower副本拉取消息后写入副本
   仅该场景调用Partition对象的方法，其余3个都是调用appendRecords完成
3. 消费者组写入组信息
4. 事务管理器写入事务信息（包括事务标记、事务元数据等）

appendRecords方法将给定的一组分区的消息写入对应Leader副本，并根据PRODUCE请求中acks的设置，有选择地等待其他副本写入完成。然后，调用指定回调逻辑。

appendRecords向副本日志写入消息的过程：

执行流程

可见，appendRecords：

实现消息写入的方法是appendToLocalLog

判断是否需要等待其他副本写入的方法delayedProduceRequestRequired

appendToLocalLog写入副本本地日志

利用Partition#appendRecordsToLeader写入消息集合，就是利用appendAsLeader方法写入本地日志的。

delayedProduceRequestRequired

判断消息集合被写入到日志之后，是否需要等待其它副本也写入成功：

private def delayedProduceRequestRequired(
  requiredAcks: Short,
  entriesPerPartition: Map[TopicPartition, MemoryRecords],
  localProduceResults: Map[TopicPartition, LogAppendResult]): Boolean = {
  requiredAcks == -1 && entriesPerPartition.nonEmpty && 
    localProduceResults.values.count(_.exception.isDefined) < entriesPerPartition.size
}

若等待其他副本的写入，须同时满足：

• requiredAcks==-1
• 依然有数据尚未写完
• 至少有一个分区的消息，已成功被写入本地日志

2和3可结合来看。若所有分区的数据写入都不成功，则可能出现严重错误，此时应不再等待，而是直接返回错误给发送方。

而有部分分区成功写入，部分分区写入失败，则可能偶发的瞬时错误导致。此时，不妨将本次写入请求放入Purgatory，给个重试机会。

副本读取：fetchMessages

ReplicaManager#fetchMessages负责读取副本数据。无论：

• Java消费者
• APIFollower副本

拉取消息的主途径都是向Broker发FETCH请求，Broker端接收到该请求后，调用fetchMessages从底层的Leader副本取出消息。

fetchMessages也可能会延时处理FETCH请求，因Broker端必须要累积足够多数据后，才会返回Response给请求发送方。

整个方法分为：

读取本地日志

首先判断，读取消息的请求方，就能确定可读取的范围了。

fetchIsolation，读取隔离级别:

• 对Follower副本，它能读取到Leader副本LEO值以下的所有消息
• 普通Consumer，只能“看到”Leader副本高水位值以下的消息

确定可读取范围后，调用readFromLog读取本地日志上的消息数据，并将结果赋给logReadResults变量。readFromLog调用readFromLocalLog，在待读取分区上依次调用其日志对象的read方法执行实际的消息读取。

根据读取结果确定Response

根据上一步读取结果创建对应Response：

根据上一步得到的读取结果，统计可读取的总字节数，然后判断此时是否能够立即返回Reponse。

副本管理器读写副本的两个方法appendRecords和fetchMessages本质上在底层分别调用Log的append和read方法，以实现本地日志的读写操作。完成读写操作后，这两个方法还定义了延时处理的条件。一旦满足延时处理条件，就交给对应Purgatory处理。

从这俩方法可见单个组件融合一起的趋势。虽然我们学习单个源码文件的顺序是自上而下，但串联Kafka主要组件功能的路径却是自下而上。

如副本写入操作，日志对象append方法被上一层的Partition对象中的方法调用，而后者又进一步被副本管理器中的方法调用。我们按自上而下阅读了副本管理器、日志对象等单个组件的代码，了解了各自的独立功能。

现在开始慢慢地把它们融合一起，构建Kafka操作分区副本日志对象的完整调用路径。同时采用这两种方式来阅读源码，就能更高效弄懂Kafka原理。

总结

Kafka副本状态机类ReplicaManager读写副本的核心方法：

• appendRecords：向副本写入消息，利用Log#append方法和Purgatory机制实现Follower副本向Leader副本获取消息后的数据同步操作
• fetchMessages：从副本读取消息，为普通Consumer和Follower副本所使用。当它们向Broker发送FETCH请求时，Broker上的副本管理器调用该方法从本地日志中获取指定消息

到此这篇关于滴滴二面之Kafka如何读写副本消息的文章就介绍到这了,更多相关Kafka读写副本消息内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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