kafka 系列 -- 5.1、分区管理

优先副本的选举

当我们输入以下命令，

kafka-topics.sh  --zookeeper zookeeper:2181  --describe  --topic test4

查看主题详情时，会展示如下信息

其中 Replicas 就是 AR。

现，我们将 brokerId 2 的机器重启，kafka 会从 Isr 副本中选出一个新的节点作为 leader, brokerId 为 2 的机器重启后，只能作为 follower

从上图，可以看到，Partition 1 选出了新的 Leader 3，从而导致，brokerId 3 负载较高。

为此，kafka 引进 优先副本概念。
优先副本为 Replicas 列表中的第一个节点。对于 Partition 1 来说就是 brokerId 2 的节点。也就是说，Paritition 1 按理 Leader 应该为 2，而非 3。

分区自动平衡

kafka 可在 broker 端，通过 auto.leader.rebalance.enable 控制是否开启分区自动平衡，该参数默认为 true，即默认开启。
如果开启分区自动平衡，kafka 会定时轮询所有的 broker 节点，计算每个 broker 节点分区不平衡率（不平衡的 leader 数 / 分区总数 ）是否超过 leader.imbalance.per.broker.percentage 参数配置的比例，默认为 10%。如果超过，则自动执行分区平衡。其中，定时轮询任务的执行周期默认为 300秒，由参数 leader.imbalance.check.interval.seconds。

这里不建议在线上开启分区自动化平衡

分区手动平衡

kafka 中提供 kafka-preferred-replica-election.sh 脚本对 leader 分区重新平衡。

在这里，我们需要对 主题 test4 中的 partition 1 进行重分配

1. 创建 test4_election.json 文件（文件自己命名）

{
  "partitions": [
     {
       "partition": 1,
       "topic": "test4"
     }
  ]
}

1. 输入命令，指定刚才创建的文件

kafka-preferred-replica-election.sh --zookeeper zookeeper:2181 --path-to-json-file test4_election.json

分区重分配

当我们需要提前下线一个节点，或者新增一个节点时，都需要对分区进行重分配。kafka 提供 kafka-reassign-partitions.sh 脚本执行分区重分配。

先看执行前test4 的分区如下

现要让 brokerId 2 节点下线。那么就需要对 parition 0, partition 1 重新分配。

1. 编写 test4_reassign.json 文件

{
  "partitions": [
    {
      "topic": "test4",
      "partition": 1,
      "replicas": [1,3]
    },
    {
      "topic": "test4",
      "partition": 0,
      "replicas": [1,3]
    }
  ],
  "version": 1
}

1. 执行命令

kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper zookeeper:2181 --execute --reassignment-json-file test4_reassign.json

执行完后，新的分区分配如下

分区重分配的基本原理是：broker 控制器为每个分区新增副本，然后再复制 leader 副本的数据。复制完毕之后，最后将旧副本删除掉。

复制限流

从分区重分配的原理了解到，复制的时候会发生大量的网络传输，此时如果业务流量特别大，那么可能会对当前业务造成影响，因此需要对复制进行限流。

kafka-reassign-partitions.sh 限流

kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper zookeeper:2181 --execute --reassignment-json-file test4_reassign.json --throttle 1024

修改副本因子

使用 kafka-reassign-partitions.sh，进行副本因子的修改。

1. 生成重分配 json

kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper zookeeper:2181 --generate --topics-to-move-json-file test5_reassign.json --broker-list 1,2,3

1. 将红色框的内容，复制的 json 文件中

{
    "version":1,
    "partitions":[
        {
            "topic":"test4",
            "partition":0,
            "replicas":[
                3,
                2
            ],
            "log_dirs":[
                "any",
                "any"
            ]
        },
        {
            "topic":"test4",
            "partition":2,
            "replicas":[
                2,
                1
            ],
            "log_dirs":[
                "any",
                "any"
            ]
        },
        {
            "topic":"test4",
            "partition":1,
            "replicas":[
                1,
                3
            ],
            "log_dirs":[
                "any",
                "any"
            ]
        }
    ]
}

1. 开始重分配

kafka-reassign-partitions.sh --zookeeper zookeeper:2181 --execute --reassignment-json-file test4_reassign.json

重分配结果如下