一、kafka 首选读副本是哪个版本开始加入的？作用是什么
Kafka的首选读副本（Preferred Read Replica）功能是在2.4版本中引入的。这个功能的主要作用是允许客户端从指定的副本而不是分区的领导者（Leader）读取数据，这可以帮助分散读取负载，减轻领导者节点的压力。
在Kafka中，每个分区都有一个领导者副本和零个或多个跟随者副本。通常情况下，所有的读写操作都是通过领导者副本来进行的，这可能会导致领导者副本的负载过高。通过使用首选读副本功能，可以将读操作分散到其他副本上，从而提高整体的读取性能和系统的可扩展性。
首选读副本的选择基于客户端的配置和当前副本的状态。客户端可以指定一个首选的读副本，但是如果这个副本不可用或者落后于领导者副本太多，客户端将回退到从领导者副本读取数据。这个机制确保了数据的一致性和可靠性，同时提供了负载均衡的可能性。
二、kafka 首选读副本和leader副本的区别
Kafka中的首选读副本（Preferred Read Replica）和领导者副本（Leader Replica）是两种不同的副本角色，它们在分区数据读取和写入过程中扮演着不同的角色。以下是它们之间的主要区别：
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角色和职责：
- 领导者副本：每个Kafka分区有一个领导者副本。它负责处理该分区的所有读写请求。所有的数据首先被写入到领导者副本，然后由领导者副本复制到跟随者副本。
- 首选读副本：首选读副本是客户端可以选择用于读取操作的非领导者副本。这是Kafka 2.4版本引入的一个特性，旨在通过允许客户端从非领导者副本读取数据来减轻领导者副本的负载。
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数据写入：
- 所有数据写入操作（生产者发送的消息）只能由领导者副本处理。跟随者副本不能直接接收生产者的写入请求。
- 首选读副本不参与写入操作，它仅用于读取操作。
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读取操作：
- 在没有启用首选读副本功能的情况下，所有读取操作默认从领导者副本进行。
- 启用首选读副本功能后，客户端可以配置从特定的非领导者副本（即首选读副本）读取数据，以此来分散从领导者副本读取的压力。
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选举和故障转移：
- 当领导者副本因为故障而不可用时，Kafka会从同步副本集（ISR）中选举一个新的领导者副本。
- 首选读副本没有选举机制。如果首选读副本不可用，客户端可以根据配置回退到读取领导者副本或选择另一个可用的非领导者副本。
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配置和使用：
- 领导者副本的选举是Kafka集群管理的内部机制，对用户透明。
- 首选读副本的使用需要客户端和服务器端支持此功能，并且客户端需要进行相应的配置以启用从非领导者副本读取数据的能力。
总的来说，领导者副本是负责处理分区所有读写请求的副本，而首选读副本是一个可选的、用于读取操作的非领导者副本，目的是为了减轻领导者副本的读取压力和优化读取性能。
三、kafka 首选读副本是怎么选择的
Kafka中的首选读副本（Preferred Read Replica）选择机制主要依赖于客户端的配置和副本的状态。以下是选择过程的一些关键点：
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客户端配置：客户端可以通过设置
client.rack配置参数来指定其所在的机架（Rack）。这个配置用于在有多个副本可供读取时，优先选择与客户端相同机架的副本，以减少跨机架通信的延迟和成本。 -
副本延迟：Kafka跟踪每个副本与领导者副本的同步状态，包括它们之间的消息延迟。在选择首选读副本时，会考虑副本的延迟情况，优先选择那些延迟较小、数据较新的副本。
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副本状态：只有处于同步副本集（ISR，In-Sync Replica Set）中的副本才有资格被选为首选读副本。同步副本集是指那些与领导者副本保持较好同步状态的副本集合。这确保了从首选读副本读取的数据是最新的。
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副本选择策略：Kafka允许通过
ReplicaSelector接口实现自定义的副本选择策略。这意味着用户可以根据自己的需求实现特定的逻辑来选择首选读副本，例如基于副本的负载、位置或其他任何可用的指标。 -
回退机制：如果首选读副本不可用（例如，因为它不再是同步副本集的一部分），客户端将回退到从领导者副本读取数据。这保证了即使在首选副本不可用的情况下，客户端仍然能够读取数据。
通过这种机制，Kafka能够在保证数据一致性和可靠性的同时，提供负载均衡和读取性能优化的可能性。需要注意的是，首选读副本功能需要客户端和服务器端都是Kafka 2.4或更高版本。
四、首选读副本是几个还是1个
首选读副本（Preferred Read Replica）的概念在Kafka中是指对于给定的分区，客户端可以选择一个非领导者副本（follower replica）进行读取操作，而不是默认的从领导者副本（leader replica）读取。对于每个分区的读取请求，首选读副本实际上是单个副本，而不是多个副本。
这意味着，对于每次读取请求，客户端根据配置和当前的副本状态选择一个最合适的副本作为首选读副本。选择的依据可能包括副本的延迟、位置（例如，与客户端在同一个机架上的副本），以及副本的同步状态等因素。
然而，对于不同的分区或不同的读取请求，首选的读副本可以是不同的。这取决于副本的当前状态和客户端的配置。因此，尽管对于每次读取请求首选读副本是单个副本，整个Kafka集群中可以有多个副本被选作不同分区的首选读副本。
总结来说，首选读副本是针对每个分区的单个副本，但在整个Kafka集群的范围内，可以有多个首选读副本，这取决于分区和读取请求的具体情况。