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1.前言

本章我们来讨论下 kafka 中一些重要的参数配置；列举实际项目中 kafka borker 的参数配置，并解释每个参数的意义。

2.常用参数

kafka 官网所有配置参数链接

• https://kafka.apache.org/documentation/#configuration

下面我们只列举一些常用的参数

2.1 broker 参数

2.1.1 log.dirs

• log.dirs：这是非常重要的参数，指定了 Broker 需要使用的若干个文件目录路径。要知道这个参数是没有默认值的，这说明什么？这说明它必须由你亲自指定。
  • 比如 log.dirs=/kafka
• log.dir：注意这是 dir，结尾没有 s，说明它只能表示单个路径，它是补充上一个参数用的。

2.1.2 ZooKeeper 集群

多个 Kafka 集群使用同一套 ZooKeeper 集群

正确的参数：

• kafka集群1：zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181/kafka1
• kafka集群2：zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181/kafka2

2.1.3 数据留存（全局级别）

• log.retention.{hours|minutes|ms}：这是个“三兄弟”，都是控制一条消息数据被保存多长时间。从优先级上来说 ms 设置最高、minutes 次之、hours 最低。
  • log.retention.hours=72 #3天 默认7天
• log.retention.bytes：这是指定 Broker 为消息保存的总磁盘容量大小。
• message.max.bytes：控制 Broker 能够接收的最大消息大小。
  • message.max.bytes=83886080

2.2 topic 参数

2.2.1 数据留存（topic级别）

下面是一个创建 topic 的命令

 bin/kafka-topics.sh --bootstrap-server localhost:9092 --create --topic transaction --partitions 1 --replication-factor 1 --config retention.ms=15552000000 --config max.message.bytes=5242880

• retention.ms：规定了该 Topic 消息被保存的时长。默认是 7 天，即该 Topic 只保存最近 7 天的消息。一旦设置了这个值，它会覆盖掉 Broker 端的全局参数值。
• retention.bytes：规定了要为该 Topic 预留多大的磁盘空间。和全局参数作用相似，这个值通常在多租户的 Kafka 集群中会有用武之地。当前默认值是 -1，表示可以无限使用磁盘空间。

2.2.2 auto.create.topics.enable

• 是否允许自动创建 Topic
  • true 表示允许
  • false 表示禁止，一般来说如果 kafka 对外，最好是采用 false
• 当生产者给 kafka topic 发送 message 时，如果 topic 不存在，会自动创建这个 topic

2.3 jvm 参数

在启动 Kafka Broker 之前，先设置上这两个环境变量：
堆（heap）默认是 1g

 $> export KAFKA_HEAP_OPTS=--Xms6g  --Xmx6g$> export KAFKA_JVM_PERFORMANCE_OPTS= -server -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=20 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -Djava.awt.headless=true

• KAFKA_HEAP_OPTS：指定堆大小。
• KAFKA_JVM_PERFORMANCE_OPTS：指定 GC 参数。
  • kafka 是由 scala 语言编写，编译成 class 文件，在 JVM 中运行；所以可以使用 JVM 的参数配置，这点和 Java 项目一样。

2.4 动态参数

2.4.1 概述

官网中的每个参数都有 Update Mode 这个属性

Update Mode

• read-only。被标记为 read-only 的参数和原来的参数行为一样，只有重启 Broker，才能令修改生效。
• per-broker。被标记为 per-broker 的参数属于动态参数，修改它之后，只会在对应的 Broker 上生效。
• cluster-wide。被标记为 cluster-wide 的参数也属于动态参数，修改它之后，会在整个集群范围内生效，也就是说，对所有 Broker 都生效。你也可以为具体的 Broker 修改 cluster-wide 参数。

2.4.2 常用的动态参数

• log.retention.ms。修改日志留存时间应该算是一个比较高频的操作，毕竟，我们不可能完美地预估所有业务的消息留存时长。虽然该参数有对应的主题级别参数可以设置，但拥有在全局层面上动态变更的能力，依然是一个很好的功能亮点。
• num.io.threads 和 num.network.threads。这是我们在前面提到的两组线程池。就我个人而言，我觉得这是动态 Broker 参数最实用的场景了。毕竟，在实际生产环境中，Broker 端请求处理能力经常要按需扩容。如果没有动态 Broker 参数，我们是无法做到这一点的。
• SSL 相关的参数。主要是 4 个参数（ssl.keystore.type、ssl.keystore.location、ssl.keystore.password 和 ssl.key.password）。允许动态实时调整它们之后，我们就能创建那些过期时间很短的 SSL 证书。每当我们调整时，Kafka 底层会重新配置 Socket 连接通道并更新 Keystore。新的连接会使用新的 Keystore，阶段性地调整这组参数，有利于增加安全性。
• num.replica.fetchers。这也是我认为的最实用的动态 Broker 参数之一。Follower 副本拉取速度慢，在线上 Kafka 环境中一直是一个老大难的问题。针对这个问题，常见的做法是增加该参数值，确保有充足的线程可以执行 Follower 副本向 Leader 副本的拉取。现在有了动态参数，你不需要再重启 Broker，就能立即在 Follower 端生效，因此我说这是很实用的应用场景。

3.项目示例

以下是一个实际项目中运行的 kafka docker 镜像中配置的环境变量参数，其中实际服务器的 HostName 换成了 127.0.0.1

• 这些环境变量(大写)，在 docker 启动的过程中，会配置到 kafka 对应的参数中进行启动

ALLOW_PLAINTEXT_LISTENER='yes'
KAFKA_CFG_LISTENERS=PLAINTEXT://:23310
KAFKA_CFG_ADVERTISED_HOST_NAME=127.0.0.1
KAFKA_CFG_ADVERTISED_LISTENERS=PLAINTEXT://127.0.0.1:16712
KAFKA_CFG_ZOOKEEPER_CONNECT=127.0.0.1:23010/kafka
KAFKA_CFG_OFFSETS_TOPIC_REPLICATION_FACTOR='1'
KAFKA_BROKER_ID=1
KAFKA_CFG_AUTO_CREATE_TOPICS_ENABLE='false'
KAFKA_CFG_LOG_CLEANUP_POLICY='compact'
KAFKA_CFG_LOG_CLEANER_MIN_COMPACTION_LAG_MS='604800000'
KAFKA_CFG_NUM_IO_THREADS='6'
KAFKA_CFG_NUM_NETWORK_THREADS='20'
KAFKA_CFG_NUM_RECOVERY_THREADS_PER_DATA_DIR='3'
KAFKA_HEAP_OPTS='-Xms6144m -Xmx6144m -XX:MetaspaceSize=96m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=20 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35 -XX:G1HeapRegionSize=16M -XX:MinMetaspaceFreeRatio=50 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio=80'
JMX_PORT='23311'
KAFKA_JMX_OPTS='-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1 -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=23311'
PORT_MAPPING=16712:23310

3.1 基础配置

1. ALLOW_PLAINTEXT_LISTENER='yes'
   • 允许 Kafka 使用明文（未加密）的监听器。
   • 如果设置为 yes，Kafka 会支持 PLAINTEXT 协议的监听器。
2. KAFKA_CFG_LISTENERS=PLAINTEXT://:23310
   • 定义 Kafka 监听的地址和端口。
   • 这里使用 PLAINTEXT 协议，监听所有网络接口（: 表示所有 IP）的 23310 端口。
3. KAFKA_CFG_ADVERTISED_HOST_NAME=127.0.0.1
   • 定义 Kafka 对外发布的主机名。
   • 客户端连接 Kafka 时，会使用这个主机名。
4. KAFKA_CFG_ADVERTISED_LISTENERS=PLAINTEXT://127.0.0.1:16712
   • 定义 Kafka 对外发布的监听地址。
   • 客户端连接 Kafka 时，会使用这个地址和端口（16712）。
5. KAFKA_CFG_ZOOKEEPER_CONNECT=127.0.0.1:23010/kafka
   • 定义 Kafka 连接的 ZooKeeper 地址。
   • 这里连接到 127.0.0.1:23010，并使用 /kafka 作为 ZooKeeper 的根路径。
6. KAFKA_BROKER_ID=1
   • 定义 Kafka Broker 的唯一标识符。
   • 每个 Kafka Broker 必须有一个唯一的 ID。

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3.2 主题与日志配置

1. KAFKA_CFG_OFFSETS_TOPIC_REPLICATION_FACTOR='1'
   • 定义 Kafka 内部 __consumer_offsets 主题的副本数量。
   • 这里设置为 1，表示该主题只有一个副本。
2. KAFKA_CFG_AUTO_CREATE_TOPICS_ENABLE='false'
   • 控制是否自动创建主题。
   • 如果设置为 false，当生产者或消费者尝试访问不存在的主题时，Kafka 不会自动创建该主题。
3. KAFKA_CFG_LOG_CLEANUP_POLICY='compact'
   • 定义 Kafka 日志的清理策略。
   • compact 表示日志压缩策略，只保留每个键的最新值。
4. KAFKA_CFG_LOG_CLEANER_MIN_COMPACTION_LAG_MS='604800000'
   • 定义日志压缩的最小延迟时间（毫秒）。
   • 这里设置为 604800000 毫秒（7 天），表示日志在写入后至少 7 天才会被压缩。

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3.3 线程与性能配置

1. KAFKA_CFG_NUM_IO_THREADS='6'
   • 定义 Kafka 处理 I/O 操作的线程数量。
   • 增加线程数可以提高 I/O 性能。
2. KAFKA_CFG_NUM_NETWORK_THREADS='20'
   • 定义 Kafka 处理网络请求的线程数量。
   • 增加线程数可以提高网络吞吐量。
3. KAFKA_CFG_NUM_RECOVERY_THREADS_PER_DATA_DIR='3'
   • 定义每个数据目录的恢复线程数量。
   • 增加线程数可以加快日志恢复速度。

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3.4 JVM 配置

KAFKA_HEAP_OPTS='-Xms6144m -Xmx6144m -XX:MetaspaceSize=96m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=20 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35 -XX:G1HeapRegionSize=16M -XX:MinMetaspaceFreeRatio=50 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio=80'

• 定义 Kafka JVM 的堆内存和垃圾回收配置。
• -Xms6144m -Xmx6144m：设置 JVM 堆内存的初始和最大大小为 6GB。
• -XX:MetaspaceSize=96m：设置 Metaspace 的初始大小为 96MB。
• -XX:+UseG1GC：使用 G1 垃圾回收器。
• -XX:MaxGCPauseMillis=20：设置垃圾回收的最大暂停时间为 20 毫秒。
• -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35：当堆使用率达到 35% 时，启动垃圾回收。
• -XX:G1HeapRegionSize=16M：设置 G1 的堆区域大小为 16MB。
• -XX:MinMetaspaceFreeRatio=50 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio=80：控制 Metaspace 的空闲比例。

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3.5 JMX 配置

1. JMX_PORT='23311'
   • 定义 Kafka JMX 监控的端口。
   • 这里设置为 23311。
2. KAFKA_JMX_OPTS='-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1 -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=23311'
   • 定义 Kafka JMX 的配置。
   • -Dcom.sun.management.jmxremote：启用 JMX 远程监控。
   • -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false：禁用 JMX 认证。
   • -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false：禁用 JMX SSL。
   • -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1：设置 JMX 的 RMI 主机名。
   • -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=23311：设置 JMX 的 RMI 端口。

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3.6 其他配置

1. PORT_MAPPING=16712:23310
   • 定义端口映射关系。
   • 这里将外部端口 16712 映射到内部端口 23310。

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3.7 总结

这些参数共同配置了 Kafka 的网络、性能、日志、JVM 和监控行为。通过合理调整这些参数，可以优化 Kafka 的性能、稳定性和可观测性。