Kafka集群Metadata管理

  • 对于集群中的每一个broker都保存着相同的完整的整个集群的metadata信息;
  • metadata信息里包括了每个topic的所有partition的信息: leader, leader_epoch, controller_epoch, isr, replicas等;
  • Kafka客户端从任一broker都可以获取到需要的metadata信息;

Metadata的存储在哪里 --- MetadataCache组件
  • 在每个Broker的KafkaServer对象中都会创建MetadataCache组件, 负责缓存所有的metadata信息;
val metadataCache: MetadataCache = new MetadataCache(config.brokerId)
  • 所在文件: core/src/main/scala/kafka/server/MetadataCache.scala
  • 所有的metadata信息存储在map里, key是topic, value又是一个map, 其中key是parition id, value是PartitionStateInfo
private val cache: mutable.Map[String, mutable.Map[Int, PartitionStateInfo]] =
    new mutable.HashMap[String, mutable.Map[Int, PartitionStateInfo]]()
  • PartitionStateInfo: 包括LeaderIsrAndControllerEpoch和Replica数组; 下面的readFrom方法从接受到的buffer构造一个PartitionStateInfo对象:
def readFrom(buffer: ByteBuffer): PartitionStateInfo = {
    val controllerEpoch = buffer.getInt
    val leader = buffer.getInt
    val leaderEpoch = buffer.getInt
    val isrSize = buffer.getInt
    val isr = for(i <- 0 until isrSize) yield buffer.getInt
    val zkVersion = buffer.getInt
    val replicationFactor = buffer.getInt
    val replicas = for(i <- 0 until replicationFactor) yield buffer.getInt
    PartitionStateInfo(LeaderIsrAndControllerEpoch(LeaderAndIsr(leader, leaderEpoch, isr.toList, zkVersion), controllerEpoch),
                       replicas.toSet)
  }
  • MetadataCache还保存着推送过来的有效的broker信息
private var aliveBrokers: Map[Int, Broker] = Map()
MetadataCache如何获取和更新metadata信息
  • KafkaApis对象处理UpdateMetadataRequest
case RequestKeys.UpdateMetadataKey => handleUpdateMetadataRequest(request)
  • handleUpdateMetadataRequest:
    val updateMetadataRequest = request.requestObj.asInstanceOf[UpdateMetadataRequest]
    
    authorizeClusterAction(request)

    replicaManager.maybeUpdateMetadataCache(updateMetadataRequest, metadataCache)

    val updateMetadataResponse = new UpdateMetadataResponse(updateMetadataRequest.correlationId)
    requestChannel.sendResponse(new Response(request, new RequestOrResponseSend(request.connectionId, updateMetadataResponse)))

可以看到是调用了ReplicaManager.maybeUpdateMetadataCache方法, 里面又会调用到MetadataCache.updateCache方法

  • MetadataCache.updateCache:
      aliveBrokers = updateMetadataRequest.aliveBrokers.map(b => (b.id, b)).toMap
      updateMetadataRequest.partitionStateInfos.foreach { case(tp, info) =>
        if (info.leaderIsrAndControllerEpoch.leaderAndIsr.leader == LeaderAndIsr.LeaderDuringDelete) {
          removePartitionInfo(tp.topic, tp.partition)
        } else {
          addOrUpdatePartitionInfo(tp.topic, tp.partition, info)
        }
      }

干三件事

  1. 更新aliveBrokers;
  2. 如果某个topic的的parition的leader是无效的, 则removePartitionInfo(tp.topic, tp.partition);
  3. 新增或更新某个topic的某个parition的信息, addOrUpdatePartitionInfo(tp.topic, tp.partition, info): 将信息meta信息保存到MetadataCachecache对象中;
Metadata信息从哪里来
  • 这个问题实际上就是在问UpdateMetaRequest什么时候发送的;
  • 来源肯定是KafkaController发送的;
  • broker变动, topic创建, partition增加等等时机都需要更新metadata;
谁使用metadata信息
  • 主要是客户端, 客户端从metadata中获取topic的partition信息, 知道leader是谁, 才可以发送和消费msg;
  • KafkaApis对象处理MetadataRequest
case RequestKeys.MetadataKey => handleTopicMetadataRequest(request)
  • KafkaApis.handleTopicMetadataRequest:
    val metadataRequest = request.requestObj.asInstanceOf[TopicMetadataRequest]

    //if topics is empty -> fetch all topics metadata but filter out the topic response that are not authorized
    val topics = if (metadataRequest.topics.isEmpty) {
      val topicResponses = metadataCache.getTopicMetadata(metadataRequest.topics.toSet, request.securityProtocol)
      topicResponses.map(_.topic).filter(topic => authorize(request.session, Describe, new Resource(Topic, topic))).toSet
    } else {
      metadataRequest.topics.toSet
    }

    //when topics is empty this will be a duplicate authorization check but given this should just be a cache lookup, it should not matter.
    var (authorizedTopics, unauthorizedTopics) = topics.partition(topic => authorize(request.session, Describe, new Resource(Topic, topic)))

    if (!authorizedTopics.isEmpty) {
      val topicResponses = metadataCache.getTopicMetadata(authorizedTopics, request.securityProtocol)
      if (config.autoCreateTopicsEnable && topicResponses.size != authorizedTopics.size) {
        val nonExistentTopics: Set[String] = topics -- topicResponses.map(_.topic).toSet
        authorizer.foreach {
          az => if (!az.authorize(request.session, Create, Resource.ClusterResource)) {
            authorizedTopics --= nonExistentTopics
            unauthorizedTopics ++= nonExistentTopics
          }
        }
      }
    }

    val unauthorizedTopicMetaData = unauthorizedTopics.map(topic => new TopicMetadata(topic, Seq.empty[PartitionMetadata], ErrorMapping.TopicAuthorizationCode))

    val topicMetadata = if (authorizedTopics.isEmpty) Seq.empty[TopicMetadata] else getTopicMetadata(authorizedTopics, request.securityProtocol)
    val brokers = metadataCache.getAliveBrokers
    val response = new TopicMetadataResponse(brokers.map(_.getBrokerEndPoint(request.securityProtocol)), topicMetadata  ++ unauthorizedTopicMetaData, metadataRequest.correlationId)
    requestChannel.sendResponse(new RequestChannel.Response(request, new RequestOrResponseSend(request.connectionId, response)))

看着代码不少, 实际上比较简单:

  1. 先确定需要获取哪些topic的metadata信息, 如果request里未指定topic, 则获取当前所有的topic的metadata信息;
  2. 有效性验证,将topic分为authorizedTopicsunauthorizedTopics;
  3. 获取authorizedTopics的metadata, 注意getTopicMetadata方法是关键所在, 它会先筛选出当前不存在的topic, 如果auto.create.topics.enable=true, 则调用AdminUtils.createTopic先创建此topic, 但此时其PartitionStateInfo为空, 不过也会作为Metadata Response的一部分返回给客户端.

Kafka源码分析-汇总

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,847评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,208评论 1 292
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,587评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,942评论 0 205
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,332评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,587评论 1 218
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,853评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,568评论 0 198
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,273评论 1 242
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,542评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,033评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,373评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,031评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,073评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,830评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,628评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,537评论 2 269

推荐阅读更多精彩内容