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Kafka系列(四)

news 2026/3/29 23:54:09

本文接kafka三，代码实践kafkaStream的应用，用来完成流式计算。

kafkastream

关于流式计算也就是实时处理，无时间概念边界的处理一些数据。想要更有性价比地和java程序进行结合，因此了解了kafka。但是本人阅读了kafka地官网，觉得可阅读性并不是很高，当然是个人认为，就是界面做的就不是很舒服。

简介

简介一下kafkaStream

Kafka Stream的特点

Kafka Stream提供了一个非常简单而轻量的Library，它可以非常方便地嵌入任意Java应用中，也可以任意方式打包和部署
除了Kafka外，无任何外部依赖
充分利用Kafka分区机制实现水平扩展和顺序性保证（想要保证消息有序性就要设置一个分区）
通过可容错的state store实现高效的状态操作（如windowed join和aggregation）
支持正好一次处理语义
提供记录级的处理能力，从而实现毫秒级的低延迟
支持基于事件时间的窗口操作，并且可处理晚到的数据（late arrival of records）
同时提供底层的处理原语Processor（类似于Storm的spout和bolt），以及高层抽象的DSL（类似于Spark的map/group/reduce）

关键概念

源处理器（Source Processor）：源处理器是一个没有任何上游处理器的特殊类型的流处理器。它从一个或多个kafka主题生成输入流。通过消费这些主题的消息并将它们转发到下游处理器。
Sink处理器：sink处理器是一个没有下游流处理器的特殊类型的流处理器。它接收上游流处理器的消息发送到一个指定的Kafka主题。

Kstream

（1）数据结构类似于map,key-value键值对

KStream数据流（data stream），即是一段顺序的，可以无限长，不断更新的数据集。数据流中比较常记录的是事件，这些事件可以是一次鼠标点击（click），一次交易，或是传感器记录的位置数据。

KStream负责抽象的，就是数据流。与Kafka自身topic中的数据一样，类似日志，每一次操作都是向其中插入（insert）新数据。

为了说明这一点，让我们想象一下以下两个数据记录正在发送到流中：

（“ alice”，1）->（“” alice“，3）

如果流处理应用是要总结每个用户的价值，它将返回alice，4。因为第二条数据记录不会覆盖第一条，而是做了一个insert，累加。

代码实现

依赖

       <!-- kafkfa --><dependency><groupId>org.springframework.kafka</groupId><artifactId>spring-kafka</artifactId><exclusions><exclusion><groupId>org.apache.kafka</groupId><artifactId>kafka-clients</artifactId></exclusion></exclusions></dependency><dependency><groupId>org.apache.kafka</groupId><artifactId>kafka-clients</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.apache.kafka</groupId><artifactId>kafka-streams</artifactId><exclusions><exclusion><artifactId>connect-json</artifactId><groupId>org.apache.kafka</groupId></exclusion><exclusion><groupId>org.apache.kafka</groupId><artifactId>kafka-clients</artifactId></exclusion></exclusions></dependency>

kafkaStream配置类

需要在nacos的配置里面配置hosts属性和group，本地等怎么配置都可以，只要能读取到就行。


/*** 通过重新注册KafkaStreamsConfiguration对象，设置自定配置参数*/@Setter
@Getter
@Configuration
@EnableKafkaStreams
@ConfigurationProperties(prefix="kafka")
public class KafkaStreamConfig {private static final int MAX_MESSAGE_SIZE = 16* 1024 * 1024;private String hosts;private String group;@Bean(name = KafkaStreamsDefaultConfiguration.DEFAULT_STREAMS_CONFIG_BEAN_NAME)public KafkaStreamsConfiguration defaultKafkaStreamsConfig() {Map<String, Object> props = new HashMap<>();props.put(StreamsConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, hosts);props.put(StreamsConfig.APPLICATION_ID_CONFIG, this.getGroup()+"_stream_aid");props.put(StreamsConfig.CLIENT_ID_CONFIG, this.getGroup()+"_stream_cid");props.put(StreamsConfig.RETRIES_CONFIG, 10);props.put(StreamsConfig.DEFAULT_KEY_SERDE_CLASS_CONFIG, Serdes.String().getClass());props.put(StreamsConfig.DEFAULT_VALUE_SERDE_CLASS_CONFIG, Serdes.String().getClass());return new KafkaStreamsConfiguration(props);}
}

这里生产者和消费者我就不再举例子了，直接举中间这个stream怎么写。

stream需要知道是谁发的，所以生产者和stream需要绑定一个相同的主题，而stream需要知道要给谁发送过去，消费者知道是谁发的，所以stream和消费者又有一个相同的主题。

streamhandler代码

具体的每一行代码的含义结合个人理解都在注释里面。

package com.neu.article.stream;import com.alibaba.fastjson.JSON;import com.neu.base.constants.HotArticleConstants;
import com.neu.base.model.mess.ArticleVisitStreamMess;
import com.neu.base.model.mess.UpdateArticleMess;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.kafka.streams.KeyValue;
import org.apache.kafka.streams.StreamsBuilder;
import org.apache.kafka.streams.kstream.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.time.Duration;@Configuration
@Slf4j
public class HotArticleStreamHandler {@Beanpublic KStream<String,String> kStream(StreamsBuilder streamsBuilder){//接收消息KStream<String,String> stream = streamsBuilder.stream(HotArticleConstants.HOT_ARTICLE_SCORE_TOPIC);//聚合流式处理stream.map((key,value)->{UpdateArticleMess mess = JSON.parseObject(value, UpdateArticleMess.class);//重置消息的key:1234343434（文章id）   和  value: likes:1 当前文章点赞一次//mess.getType().name():用于区分是点赞还是阅读 mess.getAdd():用于区分是加1还是减1return new KeyValue<>(mess.getArticleId().toString(),mess.getType().name()+":"+mess.getAdd());})//按照文章id进行聚合.groupBy((key,value)->key)//时间窗口.windowedBy(TimeWindows.of(Duration.ofSeconds(10)))/*** 自行的完成聚合的计算*/.aggregate(new Initializer<String>() {/*** 初始方法，返回值是消息的value->aggValue，聚合之后的value* @return*/@Overridepublic String apply() {return "COLLECTION:0,COMMENT:0,LIKES:0,VIEWS:0";}/*** 真正的聚合操作，返回值是消息的value*/}, new Aggregator<String, String, String>() {/**** @param key 消息的key ：mess.getArticleId().toString()* @param value  消息的value likes:1* @param aggValue   初始化消息聚合后的一个值 COLLECTION:0,COMMENT:0,LIKES:0,VIEWS:0* @return*/@Overridepublic String apply(String key, String value, String aggValue) {System.out.println(value);if(StringUtils.isBlank(value)){return aggValue;}String[] aggAry = aggValue.split(",");int col = 0,com=0,lik=0,vie=0;for (String agg : aggAry) {//agg遍历第一次的时候最开始为 COLLECTION:0String[] split = agg.split(":");//split[0] = COLLECTION  split[1] = 0/*** 获得初始值，也是时间窗口内计算之后的值*/switch (UpdateArticleMess.UpdateArticleType.valueOf(split[0])){case COLLECTION:col = Integer.parseInt(split[1]);break;case COMMENT:com = Integer.parseInt(split[1]);break;case LIKES:lik = Integer.parseInt(split[1]);break;case VIEWS:vie = Integer.parseInt(split[1]);break;}}/*** 累加操作   likes:1*/String[] valAry = value.split(":");//valAry[0] = likes  valAry[1] = 1switch (UpdateArticleMess.UpdateArticleType.valueOf(valAry[0])){case COLLECTION:col += Integer.parseInt(valAry[1]);break;case COMMENT:com += Integer.parseInt(valAry[1]);break;case LIKES:lik += Integer.parseInt(valAry[1]);break;case VIEWS:vie += Integer.parseInt(valAry[1]);break;}//返回值是有要求的，必须与初始化apply方法的返回值形式一致String formatStr = String.format("COLLECTION:%d,COMMENT:%d,LIKES:%d,VIEWS:%d", col, com, lik, vie);System.out.println("文章的id:"+key);System.out.println("当前时间窗口内的消息处理结果："+formatStr);return formatStr;}//Materialized.as("hot-atricle-stream-count-001")：用于指定六十处理的状态，字符串可以随便给，多个流处理的话不重复就行}, Materialized.as("hot-atricle-stream-count-001")).toStream().map((key,value)->{//key.key().toString()：文章id，value：COLLECTION:0,COMMENT:0,LIKES:0,VIEWS:0return new KeyValue<>(key.key().toString(),formatObj(key.key().toString(),value));})//发送消息.to(HotArticleConstants.HOT_ARTICLE_INCR_HANDLE_TOPIC);return stream;}/*** 格式化消息的value数据* @param articleId* @param value* @return*/public String formatObj(String articleId,String value){ArticleVisitStreamMess mess = new ArticleVisitStreamMess();mess.setArticleId(Long.valueOf(articleId));//COLLECTION:0,COMMENT:0,LIKES:0,VIEWS:0String[] valAry = value.split(",");for (String val : valAry) {String[] split = val.split(":");switch (UpdateArticleMess.UpdateArticleType.valueOf(split[0])){case COLLECTION:mess.setCollect(Integer.parseInt(split[1]));break;case COMMENT:mess.setComment(Integer.parseInt(split[1]));break;case LIKES:mess.setLike(Integer.parseInt(split[1]));break;case VIEWS:mess.setView(Integer.parseInt(split[1]));break;}}log.info("聚合消息处理之后的结果为:{}",JSON.toJSONString(mess));return JSON.toJSONString(mess);}
}