chat聊天系统消息消费时遇到的问题及优化思路(二)

1、前言

考虑下面几个条件下如何提升kafka的消费速度

• 消息要求严格有序，如chat聊天消息
• 业务处理速度慢，如处理一条数据需要100ms
• 分片不合理，如有的分区很闲，有的分区消息数量积压

2、解决方案

1、顺序问题

关于消息消费时存在先后顺序问题，在chat聊天系统消息消费时遇到的问题及优化思路(一)中已经加以说明。具体实现大致为对同一会话、帖子Id等维度放入同一分区中，如使用Id % 分区数，如下图：

上面的解决方案是将同一会话的消息发送至同一分区进行消费，但是但消费者的消费能力大概率是不够的，因此，需要并发处理，详见
chat聊天系统消息消费时遇到的问题及优化思路(一)

注意：此时需要注意一个问题就是，当单个消费者消费分区，并将获取到的消息放入不同的队列中，此时还可能存在乱序问题，所以，可以考虑复用Id%队列数的方式，将同一个会话的消息放入到相同的队列中，让协程进行消费。

2、消息不丢失问题

上面的方案，当消费者从kafka拉到消息后，并没有等待处理完成就继续从kafka拉取消息然后缓存到内存中，等待消费队列慢慢消费，这个时候如果机器宕机，则内存中的消息将会丢失。

基于上面描述的问题，考虑使用手动提交offset。但是这样其实还存在一个问题就是：各个协程处理的offset值其实是不一样的，如下图：

此时goroutine1和goroutine2 的消息的offset不一致，为了保证消息不丢失，采用以下策略：定期手动提交当前的offset信息，提交的offset值选当前分区的最小的offset，如上面的就选1001这个offset值。可以采用在内存中缓存处理的offset列表的实现方式，如下：

当内存中待处理的最大offset与最小的offset差值>= M时，阻塞消费小城继续从kafka拉取消息，控制异常情况下的数据最多不多于M条
但是此时会引进一个新问题：消息重复消费

此时要保证消息消费的幂等性，如可通过消息唯一标识放入如redis中判断

3、消息堆积问题

堆积原因：

• 生产者短时间生产大量消息到broker，消费者无法及时消费，如大促
• 生产者无法感知消息堆积，仍继续生产消息，导致消息堆积进一步加剧
• 消费者能力不足，消费时间长，消费者宕机、网络异常与broker无法通信
• 业务功能存在bug，导致消费者无法消费

解决方案
消费者端

• 增加消费者数量，并采用并发消费
• 提高消费速度，避免消费时间过长。如果单条消息消费时间无法优化，可以提高批次拉取的数量(当批次拉取的数量较少时，拉取数据量/处理时间 < 生产速度时就容易堆积)
• 消费消息时尽量减少耗时操作，尽量减少三方接口调用、读写库等
• 合理设置消费组服务数量，合理增加topic的partition=个数，消费者数 >= 分区数
• 补偿消费，即消费跳过积压数据，直接消费最新的数据，同时启动补偿数据进程消费积压数据

生产者端

• 支持熔断与隔离，当broker消息积压时，对生产者熔断
• 根据key采用合适的算法，将消息均匀分不到对应的分区中

服务端

• 进行预估，设置合理的分区数

在电商中经常大促，因此很容易出现短时间内产生大量消息的问题，因此在大促前可根据历史情况进行容量预估和相关的扩容策略。

参考：

我是如何将一个老系统的Kafka消费者服务的性能提升近百倍的