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# Spring Kafka
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## 连接到kafka
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### 运行时切换bootstrap servers
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从2.5版本开始，KafkaAdmin、ProducerFactory、ConsumerFactory都继承于`KafkaResourceFactory`抽象类。通过调用`KafkaResourceFactory`抽象类的`setBootstrapServersSupplier(Supplier<String> bootstrapServersSupplier)`方法，可以在运行时动态的切换bootstrap servers。该Supplier将会在新建连接获取bootstrap servers时被调用。
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> #### 切换bootstrap后关闭旧consumer和producer
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> kafka consumer和producer通常都是基于长连接的，在调用setBootstrapServersSupplier在运行时切换bootstrap servers后，如果想要关闭现存的producer，可以调用`DefaultKafkaProducerFactory`的`reset`方法。如果想要关闭现存的consumer，可以调用`KafkaListenerEndpointRegistry`的`close`方法（调用close后再调用start），或是调用其他listener container的close和start方法。
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#### ABSwitchCluster
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为了方便起见，framework提供了`ABSwitchCluster`类，该类支持两套bootstrap servers集合，在任一时刻，只有其中一套bootstrap servers起作用。ABSwitchCluster类继承Supplier\<String\>接口，将`ABSwitchCluster`对象提供给consumer factory, producer factory, KafkaAdmin后，如果想要切换bootstrap servers，可以调用ABSwitchCluster类的`primary`和`secondary`方法，并关闭生产者和消费者的旧实例（关闭生产者旧实例，在producer factory上调用reset方法，用于创建到新bootstrap servers的连接；对于消费者实例，可以对所有listener container先调用close方法再调用start方法，当使用@KafkaListener注解时，需要对`KafkaListenerEndpointRegistry`bean对象调用close和start方法。
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### Factory Listener
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从2.5版本开始，`DefaultKafkaProducerFactory`和`DefaultKafkaConsumerFactory`都可以配置Listener，通过配置Listener可以监听生产者或消费者实例的创建和关闭。
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```java
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// producer listener
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interface Listener<K, V> {
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default void producerAdded(String id, Producer<K, V> producer) {
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}
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default void producerRemoved(String id, Producer<K, V> producer) {
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}
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}
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```
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```java
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// consumer listener
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interface Listener<K, V> {
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default void consumerAdded(String id, Consumer<K, V> consumer) {
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}
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default void consumerRemoved(String id, Consumer<K, V> consumer) {
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}
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}
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```
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再上述接口中，id代表再factory bean对象名称后追加client-id属性，二者通过`.`分隔。
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## 配置Topic
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如果在当前应用上下文中定义了KafkaAdmin bean对象，kafkaAdmin可以自动的添加topic到broker。为了实现topic的自动添加，可以定义一个`NewTopic`类型的bean对象，kafkaAdmin会自动将该topic添加到broker中。
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为了方便topic的创建，2.3版本中引入了TopicBuilder类。
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```java
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@Bean
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public KafkaAdmin admin() {
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Map<String, Object> configs = new HashMap<>();
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configs.put(AdminClientConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "localhost:9092");
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return new KafkaAdmin(configs);
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}
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@Bean
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public NewTopic topic1() {
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return TopicBuilder.name("thing1")
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.partitions(10)
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.replicas(3)
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.compact()
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.build();
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}
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@Bean
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public NewTopic topic2() {
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return TopicBuilder.name("thing2")
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.partitions(10)
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.replicas(3)
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.config(TopicConfig.COMPRESSION_TYPE_CONFIG, "zstd")
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.build();
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}
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@Bean
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public NewTopic topic3() {
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return TopicBuilder.name("thing3")
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.assignReplicas(0, List.of(0, 1))
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.assignReplicas(1, List.of(1, 2))
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.assignReplicas(2, List.of(2, 0))
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||
.config(TopicConfig.COMPRESSION_TYPE_CONFIG, "zstd")
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||
.build();
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||
}
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```
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从2.6版本开始，创建NewTopic时可以省略partitions()和replicas()方法的调用，此时创建的topic将会使用broker中默认的配置。支持该特性要求broker版本至少为2.4.0。
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```java
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@Bean
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public NewTopic topic4() {
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return TopicBuilder.name("defaultBoth")
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||
.build();
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||
}
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@Bean
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||
public NewTopic topic5() {
|
||
return TopicBuilder.name("defaultPart")
|
||
.replicas(1)
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||
.build();
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||
}
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@Bean
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public NewTopic topic6() {
|
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return TopicBuilder.name("defaultRepl")
|
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.partitions(3)
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.build();
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||
}
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```
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从版本2.7开始，可以在`KafkaAdmin.NewTopics`的bean对象中声明多个NewTopic对象：
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```java
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@Bean
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public KafkaAdmin.NewTopics topics456() {
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return new NewTopics(
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TopicBuilder.name("defaultBoth")
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.build(),
|
||
TopicBuilder.name("defaultPart")
|
||
.replicas(1)
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||
.build(),
|
||
TopicBuilder.name("defaultRepl")
|
||
.partitions(3)
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||
.build());
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||
}
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```
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> 当使用spring boot时，KafkaAdmin对象将会被自动注册，故而只需要定义NewTopic bean对象即可。
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默认情况下，如果kafka broker不可用，会输出日志进行记录，但是此时context的载入还会继续，后续可以手动调用KafkaAdmin的`initalize`方法和进行重试。如果想要在kafka broker不可用时，停止context的载入，可以将kafka Admin`fatalIfBrokerNotAvailable`属性设置为true，此时context会初始化失败。
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从版本2.7开始，KafkaAdmin提供了两个方法用于在运行时动态创建和检测Topic：
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- `createOrModifyTopics`
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- `describeTopics`
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从版本2.9.10、3.0.9开始，KafkaAdmin提供了`setCreateOrModifyTopic(Predicate<org.apache.kafka.clients.admin.NewTopic> createOrModifyTopic)`接口，该接口接收一个Predicate\<NewTopic\>参数，通过该predicate可以判断是否一个NewTopic bean应该被该kafkaAdmin创建或修改。该方法通常用于上下文中含有多个KafkaAdmin bena对象，每个kafkaAdmin对应不同的broker集群，在上下文中含有多个NewTopic对象时，可以通过predicate判断每个topic应该属性哪个amdin。
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## 发送消息
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KafkaTemplate类对KafkaProducer进行了包装，提供了如下接口用于向kafka topic发送消息。
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```java
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> sendDefault(V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> sendDefault(K key, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> sendDefault(Integer partition, K key, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> sendDefault(Integer partition, Long timestamp, K key, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> send(String topic, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> send(String topic, K key, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> send(String topic, Integer partition, K key, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> send(String topic, Integer partition, Long timestamp, K key, V data);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> send(ProducerRecord<K, V> record);
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CompletableFuture<SendResult<K, V>> send(Message<?> message);
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Map<MetricName, ? extends Metric> metrics();
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List<PartitionInfo> partitionsFor(String topic);
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<T> T execute(ProducerCallback<K, V, T> callback);
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<T> T executeInTransaction(OperationsCallback<K, V, T> callback);
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// Flush the producer.
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void flush();
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interface ProducerCallback<K, V, T> {
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T doInKafka(Producer<K, V> producer);
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}
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interface OperationsCallback<K, V, T> {
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||
T doInOperations(KafkaOperations<K, V> operations);
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}
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```
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其中，sendDefault接口需要向KafkaTemplate提供一个默认的topic。
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kafkaTemplate中部分api接收timestamp作为参数，并且将timestamp存储到record中。接口中指定的timestamp参数如何存储，取决于kafka topic中配置的timestamp类型。如果topic中timestamp类型被配置为`CREATE_TIME`，那么用户指定的timestamp参数将会被使用（如果用户没有指定timestamp，那么会自动创建timestamp，producer会在发送时将timestamp指定为System.currentTimeMillis()）。如果topic中timstamp类型被配置为`LOG_APPEND_TIME`，那么用户指定的timestamp将会被丢弃，而broker则会负责为timestamp赋值。
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mertics和partitions方法则会被委派给了底层KafkaProducer的同名方法，execute接口则是提供了对底层KafkaProducer的直接访问。
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要使用KafkaTemplate，可以配置一个producer factory并将其提供给KafkaTemplate的构造方法。如下展示了如何配置一个KafkaTemplate：
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```java
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@Bean
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public ProducerFactory<Integer, String> producerFactory() {
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return new DefaultKafkaProducerFactory<>(producerConfigs());
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}
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||
@Bean
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||
public Map<String, Object> producerConfigs() {
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Map<String, Object> props = new HashMap<>();
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props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, "localhost:9092");
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props.put(ProducerConfig.KEY_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, IntegerSerializer.class);
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||
props.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, StringSerializer.class);
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||
// See https://kafka.apache.org/documentation/#producerconfigs for more properties
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return props;
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||
}
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||
@Bean
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public KafkaTemplate<Integer, String> kafkaTemplate() {
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||
return new KafkaTemplate<Integer, String>(producerFactory());
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||
}
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```
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从2.5开始，创建KafkaTemplate时可以基于factory进行创建，但是覆盖factory中的配置属性，具体示例如下：
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```java
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@Bean
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public KafkaTemplate<String, String> stringTemplate(ProducerFactory<String, String> pf) {
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return new KafkaTemplate<>(pf);
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||
}
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||
@Bean
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public KafkaTemplate<String, byte[]> bytesTemplate(ProducerFactory<String, byte[]> pf) {
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||
return new KafkaTemplate<>(pf,
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||
Collections.singletonMap(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, ByteArraySerializer.class));
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||
}
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```
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当使用KafkaTemplate接收`Message\<?\>`类型的参数时，可以将topic、partition、key和timestamp参数指定在Message的header中，header中包含如下条目：
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- KafkaHeaders.TOPIC
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- KafkaHeaders.PARTITION
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- KafkaHeaders.KEY
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- KafkaHeaders.TIMESTAMP
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除了调用发送方法获取CompletableFuture外，还可以为KafkaTemplate配置一个ProducerListener，从而在消息发送完成（成功或失败）后执行一个异步的回调。如下是ProducerListener接口的定义：
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```java
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public interface ProducerListener<K, V> {
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void onSuccess(ProducerRecord<K, V> producerRecord, RecordMetadata recordMetadata);
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||
void onError(ProducerRecord<K, V> producerRecord, RecordMetadata recordMetadata,
|
||
Exception exception);
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|
||
}
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```
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默认情况下，KafkaTemplate配置了一个LoggingProducerListener，会在发送失败时打印失败日志，在发送成功时并不做任何事。并且为了方便起见，方法的默认实现已经被提供，可以只覆盖其中一个方法。
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||
send方法默认返回的是CompletableFuture类型，可以在发送完成之后为future注册一个回调：
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```java
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CompletableFuture<SendResult<Integer, String>> future = template.send("myTopic", "something");
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||
future.whenComplete((result, ex) -> {
|
||
...
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});
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||
```
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||
其中，Throwable类型的ex可以被转化为`KafkaProducerException`，该类型的failedProducerRecord属性可以获取发送失败的record。
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如果想要同步调用KafkaTemplate的发送方法并且等待返回结果，可以调用返回值CompletableFuture类型的get方法来同步等待。通常情况下，调用`CompletableFuture.get`时，推荐使用带超时参数的方法。如果在Producer配置中指定了`linger.ms`，那么在等待返回结果之前需要调用KafkaTemplate的flush方法。为了方便，KafkaTemplate提供了带autoFlush参数的构造器版本，如果设置autoFlush为true，kafkaTemplate在每次发送消息时都会调用flush方法。
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### 发送示例
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如下展示了通过KafkaTemplate向broker发送消息的示例：
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```java
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// async
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public void sendToKafka(final MyOutputData data) {
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final ProducerRecord<String, String> record = createRecord(data);
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|
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try {
|
||
template.send(record).get(10, TimeUnit.SECONDS);
|
||
handleSuccess(data);
|
||
}
|
||
catch (ExecutionException e) {
|
||
handleFailure(data, record, e.getCause());
|
||
}
|
||
catch (TimeoutException | InterruptedException e) {
|
||
handleFailure(data, record, e);
|
||
}
|
||
}
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||
```
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||
```java
|
||
// sync
|
||
public void sendToKafka(final MyOutputData data) {
|
||
final ProducerRecord<String, String> record = createRecord(data);
|
||
|
||
try {
|
||
template.send(record).get(10, TimeUnit.SECONDS);
|
||
handleSuccess(data);
|
||
}
|
||
catch (ExecutionException e) {
|
||
handleFailure(data, record, e.getCause());
|
||
}
|
||
catch (TimeoutException | InterruptedException e) {
|
||
handleFailure(data, record, e);
|
||
}
|
||
}
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||
```
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### RoutingKafkaTemplate
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从2.5版本开始，额可以通过RoutingKafkaTemplate在运行时选择producer实例，选择过程基于topic名称。
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> RoutingKafkaTemplate不支持事务，也不支持execute、flush、metrics等方法，因为RoutingKafkaTemplate根据topic来选择producer，但是在执行这些操作时并不知道操作所属topic。
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RoutingKafkaTemplate需要一个map，map的key为`java.util.regex.Pattern`，而value则是`ProducerFactory<Object, Object>`实例。该map必须是有序的（例如LinkedHashMap），该map需要按顺序遍历，顺序在前的key-value对会优先匹配。
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如下示例展示了如何通过一个RoutingKafkaTemplate向不同的topic发送消息，实例中每个topic都使用不同的序列化方式。
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```java
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@SpringBootApplication
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public class Application {
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|
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public static void main(String[] args) {
|
||
SpringApplication.run(Application.class, args);
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||
}
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@Bean
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public RoutingKafkaTemplate routingTemplate(GenericApplicationContext context,
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ProducerFactory<Object, Object> pf) {
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// Clone the PF with a different Serializer, register with Spring for shutdown
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Map<String, Object> configs = new HashMap<>(pf.getConfigurationProperties());
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configs.put(ProducerConfig.VALUE_SERIALIZER_CLASS_CONFIG, ByteArraySerializer.class);
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||
DefaultKafkaProducerFactory<Object, Object> bytesPF = new DefaultKafkaProducerFactory<>(configs);
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context.registerBean("bytesPF", DefaultKafkaProducerFactory.class, () -> bytesPF);
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Map<Pattern, ProducerFactory<Object, Object>> map = new LinkedHashMap<>();
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map.put(Pattern.compile("two"), bytesPF);
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map.put(Pattern.compile(".+"), pf); // Default PF with StringSerializer
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return new RoutingKafkaTemplate(map);
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}
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@Bean
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public ApplicationRunner runner(RoutingKafkaTemplate routingTemplate) {
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return args -> {
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||
routingTemplate.send("one", "thing1");
|
||
routingTemplate.send("two", "thing2".getBytes());
|
||
};
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||
}
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||
}
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```
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### 使用DefaultKafkaProducerFactory
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ProducerFactory是用于创建生产者实例的。当没有使用事务时，默认情况下，`DefaultKafkaFactory`会创建一个单例的生产者实例，所有客户端都会使用生产者实例。但是，如果在template中调用了flush方法，这将会对其他同样使用该生产者实例的client操作造成阻塞。从2.3版本开始，DefaultKafkaFactory有了新的`producerPerThread`属性，当该属性设置为true时，factory会针对每个线程都创建并缓存一个producer实例。
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> 当`producerPerThread`被设置为true时，若线程中的producer不再被需要，那么对factory必须手动调用`closeThreadBoundProducer()`。这将会物理上对producer进行关闭，并且从ThreadLocal中移除producer实例。单纯调用close或是destroy方法并不会清除这些producer实例。
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当创建DefaultKafkaFactory时，key serializer或是value serializer可以通过DefaultKafkaFactory的构造函数单独指定。在通过构造函数指定factory的key serializer/value serializer时，可以选择向构造函数中传入serializer实例或是传入serializer supplier对象：
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- 当传入serializer实例时，通过该factory创建的所有生产者实例都共享该serializer实例
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- 当传入的是返回一个serializer的supplier时，可令通过该factory创建的producer实例都拥有属于自己的serializer
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如下是创建DefaultKafkaProducerFactory bean对象并且制定serializer的示例：
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```java
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@Bean
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||
public ProducerFactory<Integer, CustomValue> producerFactory() {
|
||
return new DefaultKafkaProducerFactory<>(producerConfigs(), null, () -> new CustomValueSerializer());
|
||
}
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||
|
||
@Bean
|
||
public KafkaTemplate<Integer, CustomValue> kafkaTemplate() {
|
||
return new KafkaTemplate<Integer, CustomValue>(producerFactory());
|
||
}
|
||
```
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|
||
从2.5.10版本开始，可以在factory创建之后再更新factory的producer config属性。例如，可以在运行时更新ssl key/trust的存储路径。该更新操作并不会影响到已经被创建的producer实例，故而需要调用factory的reset方法，在调用reset后所有现存producer实例都会被关闭，而之后新创建的producer都会使用新的属性配置。
|
||
> 在运行时更新生产者属性时，无法将事务的生产者变为非事务的，也无法将非事务的生产者变为事务的。
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||
为了更新producer属性配置，factory提供了如下两个接口：
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||
```java
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||
void updateConfigs(Map<String, Object> updates);
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|
||
void removeConfig(String configKey);
|
||
```
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||
### ReplyingKafkaTemplate
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从2.1.3版本开始，kafka引入了ReplyingKafkaTemplate，其是KafkaTemplate的一个子类，用于提供request/reply语义。该类相比父类含有两个额外的方法：
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||
```java
|
||
RequestReplyFuture<K, V, R> sendAndReceive(ProducerRecord<K, V> record);
|
||
|
||
RequestReplyFuture<K, V, R> sendAndReceive(ProducerRecord<K, V> record,
|
||
Duration replyTimeout);
|
||
```
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||
该方法的返回类型RequestReplyFuture继承了CompletableFuture，RequestReplyFuture会异步的注入该future的结果（可能正常返回，也可能是一个exception或者timeout）。
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||
|
||
RequestReplyFuture含有一个sendFuture属性，该属性是调用kafkaTemplate的send方法发送消息的结果，类型为`CompletableFuture<SendResult<K,V>>`，可以通过该属性future来判断发送消息操作的结果。
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||
|
||
如果在调用sendAndReceive方法时没有传递replyTimeout参数，或是指定replyTimeout参数为null，那么该template的`defaultReplyTimeout`属性将会被用作超时时间。默认情况下，该超时属性为5s。
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||
|
||
从2.8.8版本开始，该template还有一个`waitForAssingment`方法。当reply container被配置为`auto.offset.reset=latest`时waitForAssingment方法相当有用，避免当reply container尚未初始化完成时，发送消息对应的reply已经返回了。
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|
||
如下展示了如何使用ReplyingKafkaTemplate:
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||
```java
|
||
@SpringBootApplication
|
||
public class KRequestingApplication {
|
||
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
SpringApplication.run(KRequestingApplication.class, args).close();
|
||
}
|
||
|
||
@Bean
|
||
public ApplicationRunner runner(ReplyingKafkaTemplate<String, String, String> template) {
|
||
return args -> {
|
||
if (!template.waitForAssignment(Duration.ofSeconds(10))) {
|
||
throw new IllegalStateException("Reply container did not initialize");
|
||
}
|
||
ProducerRecord<String, String> record = new ProducerRecord<>("kRequests", "foo");
|
||
RequestReplyFuture<String, String, String> replyFuture = template.sendAndReceive(record);
|
||
SendResult<String, String> sendResult = replyFuture.getSendFuture().get(10, TimeUnit.SECONDS);
|
||
System.out.println("Sent ok: " + sendResult.getRecordMetadata());
|
||
ConsumerRecord<String, String> consumerRecord = replyFuture.get(10, TimeUnit.SECONDS);
|
||
System.out.println("Return value: " + consumerRecord.value());
|
||
};
|
||
}
|
||
|
||
@Bean
|
||
public ReplyingKafkaTemplate<String, String, String> replyingTemplate(
|
||
ProducerFactory<String, String> pf,
|
||
ConcurrentMessageListenerContainer<String, String> repliesContainer) {
|
||
|
||
return new ReplyingKafkaTemplate<>(pf, repliesContainer);
|
||
}
|
||
|
||
@Bean
|
||
public ConcurrentMessageListenerContainer<String, String> repliesContainer(
|
||
ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<String, String> containerFactory) {
|
||
|
||
ConcurrentMessageListenerContainer<String, String> repliesContainer =
|
||
containerFactory.createContainer("kReplies");
|
||
repliesContainer.getContainerProperties().setGroupId("repliesGroup");
|
||
repliesContainer.setAutoStartup(false);
|
||
return repliesContainer;
|
||
}
|
||
|
||
@Bean
|
||
public NewTopic kRequests() {
|
||
return TopicBuilder.name("kRequests")
|
||
.partitions(10)
|
||
.replicas(2)
|
||
.build();
|
||
}
|
||
|
||
@Bean
|
||
public NewTopic kReplies() {
|
||
return TopicBuilder.name("kReplies")
|
||
.partitions(10)
|
||
.replicas(2)
|
||
.build();
|
||
}
|
||
|
||
}
|
||
```
|
||
在上述示例中采用了spring自动注入的containerFactory来创建reply container。
|
||
|
||
#### ReplyingKafkaTemplate header
|
||
在使用ReplyingKafkaHeader时，template会为消息设置一个header（KafkaHeaders.CORRELATION_ID),该header必须被接受消息的server端返回。
|
||
|
||
server端返回correlation id的示例如下：
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||
```java
|
||
@SpringBootApplication
|
||
public class KReplyingApplication {
|
||
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
SpringApplication.run(KReplyingApplication.class, args);
|
||
}
|
||
|
||
@KafkaListener(id="server", topics = "kRequests")
|
||
@SendTo // use default replyTo expression
|
||
public String listen(String in) {
|
||
System.out.println("Server received: " + in);
|
||
return in.toUpperCase();
|
||
}
|
||
|
||
@Bean
|
||
public NewTopic kRequests() {
|
||
return TopicBuilder.name("kRequests")
|
||
.partitions(10)
|
||
.replicas(2)
|
||
.build();
|
||
}
|
||
|
||
@Bean // not required if Jackson is on the classpath
|
||
public MessagingMessageConverter simpleMapperConverter() {
|
||
MessagingMessageConverter messagingMessageConverter = new MessagingMessageConverter();
|
||
messagingMessageConverter.setHeaderMapper(new SimpleKafkaHeaderMapper());
|
||
return messagingMessageConverter;
|
||
}
|
||
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}
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```
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上述@KafkaListener结构会返回correlation id，并且决定返回消息发送的topic。
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并且，ReplyingKafkaTemplate会使用header（KafkaHeaders.REPLY_TOPIC）来代表返回消息发送到的topic。
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从版本2.2开始，该template尝试通过配置的reply container中检测reply topic和reply 分区。如果container被配置为监听单个topic或TopicPartitionOffset，该topic或topicpartitionoffset将会被用于设置reply header；但是如果reply container被配置监听多个topic或topicpartitionoffset，用户必须自己手动设置header。
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为消息设置header的示例如下：
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```java
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record.headers().add(new RecordHeader(KafkaHeaders.REPLY_TOPIC, "kReplies".getBytes()));
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```
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若ConcurrentKafkaListenerContainerFactory通过TopicPartitionOffset来配置时，可以多个template共享一个reply topic，只要每个template监听的分区不同。
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若ConcurrentKafkaListenerContainerFactory通过topic来进行配置时，那么每个template实例都必须拥有不同的group id，在这种情况下，所有的template实例都会接受到所有消息，但是只有发送那条消息的template实例才能匹配到correlation id。这样在弹性收缩template规模的时候会相当方便，但是所有的template都接收所有消息将会带来额外的网络通信开销，并且将不想收到的消息丢弃也会带来额外开销。当使用该设置时，推荐将template中`sharedReplyTopic`属性设置为true，此时，将会把收到不想要消息的日志级别从ERROR降低为DEBUG。
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如下是使用共享topic配置template的示例：
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```java
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@Bean
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public ConcurrentMessageListenerContainer<String, String> replyContainer(
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ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<String, String> containerFactory) {
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ConcurrentMessageListenerContainer<String, String> container = containerFactory.createContainer("topic2");
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||
container.getContainerProperties().setGroupId(UUID.randomUUID().toString()); // unique
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Properties props = new Properties();
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||
props.setProperty(ConsumerConfig.AUTO_OFFSET_RESET_CONFIG, "latest"); // so the new group doesn't get old replies
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||
container.getContainerProperties().setKafkaConsumerProperties(props);
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return container;
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||
}
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```
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默认情况下，ReplyingKafkaTemplate将会使用如下三种header：
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- KafkaHeaders.CORRELATION_ID：用于关联发送消息和回复消息的关联id
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- KafkaHeaders.REPLY_TOPIC：用于告诉接收消息的server将消息发送到哪个topic
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- KafkaHeaders.REPLY_PARTITION：该header是可选的，可以通过该header告知server将消息发送到指定的分区
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上述header将会被@KafkaListener结构用作返回消息的路由。
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#### 通过Message<?>来发送请求和返回请求
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在2.7版本中，对ReplyingKafkaTemplate加入了如下接口来发送和接收`spring-messaging`中的`Message<?>`：
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```java
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RequestReplyMessageFuture<K, V> sendAndReceive(Message<?> message);
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<P> RequestReplyTypedMessageFuture<K, V, P> sendAndReceive(Message<?> message,
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||
ParameterizedTypeReference<P> returnType);
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```
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上述接口会使用template默认的replyTimeout，也存在接收timeout参数的重载版本。
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如下示例展示了如何构建Message类型消息的发送和接收：
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```java
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// template 配置
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@Bean
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ReplyingKafkaTemplate<String, String, String> template(
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ProducerFactory<String, String> pf,
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||
ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<String, String> factory) {
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||
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||
ConcurrentMessageListenerContainer<String, String> replyContainer =
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factory.createContainer("replies");
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replyContainer.getContainerProperties().setGroupId("request.replies");
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||
ReplyingKafkaTemplate<String, String, String> template =
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||
new ReplyingKafkaTemplate<>(pf, replyContainer);
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||
template.setMessageConverter(new ByteArrayJsonMessageConverter());
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template.setDefaultTopic("requests");
|
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return template;
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||
}
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// 通过template发送和接收消息
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RequestReplyTypedMessageFuture<String, String, Thing> future1 =
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template.sendAndReceive(MessageBuilder.withPayload("getAThing").build(),
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||
new ParameterizedTypeReference<Thing>() { });
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||
log.info(future1.getSendFuture().get(10, TimeUnit.SECONDS).getRecordMetadata().toString());
|
||
Thing thing = future1.get(10, TimeUnit.SECONDS).getPayload();
|
||
log.info(thing.toString());
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||
|
||
RequestReplyTypedMessageFuture<String, String, List<Thing>> future2 =
|
||
template.sendAndReceive(MessageBuilder.withPayload("getThings").build(),
|
||
new ParameterizedTypeReference<List<Thing>>() { });
|
||
log.info(future2.getSendFuture().get(10, TimeUnit.SECONDS).getRecordMetadata().toString());
|
||
List<Thing> things = future2.get(10, TimeUnit.SECONDS).getPayload();
|
||
things.forEach(thing1 -> log.info(thing1.toString()));
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||
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||
// server端接收消息并且回复消息
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||
@KafkaListener(id = "requestor", topics = "request")
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||
@SendTo
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||
public Message<?> messageReturn(String in) {
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||
return MessageBuilder.withPayload(in.toUpperCase())
|
||
.setHeader(KafkaHeaders.TOPIC, replyTo)
|
||
.setHeader(KafkaHeaders.KEY, 42)
|
||
.setHeader(KafkaHeaders.CORRELATION_ID, correlation)
|
||
.build();
|
||
}
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||
```
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||
从2.5版本开始，若是返回的Message中没有指定header，framework将会自动检测header并且填充到返回消息的header中。检测到header信息的来源可以是@SendTo决定发送到的topic或是接收到消息的KafkaHeaders.REPLY_TOPIC（如果存在的话）。如果接收到消息中存在KafkaHeaders.CORRELATION_ID或是KafkaHeaders.REPLY_PARTITIONS，也会将其填充到返回消息的header中。
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> #### ErrorHandlingDeserializer
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> 可以考虑在reply container中使用ErrorHandlingDeserializer，如果反序列化失败，RequestReplyFuture将会以异常状态完成，可以访问获取到的ExecutionException，其cause属性中包含DeserializationException。
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### kafka poison pill & ErrorHandlingDeserializer
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poison pill在kafka中是指一条被发送到kafka topic中的消息始终被消费失败，不管重试过多少次之后仍然无法成功被消费。
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poison pill可能在如下场景下产生：
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- 该记录被损坏
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- 该记录发序列化失败
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在生产场景中，consumer应该配置正确的deserializer来对生产者示例序列化的记录进行反序列化操作。但如果生产者的serializer和消费者的deserializer不兼容，将会进入到poison pill的场景。该不兼容情况对key和value的序列化->反序列化场景都有可能发生。
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在现实场景中，可能因为如下缘故而遭遇poison pill：
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- 生产者改变了key或value的serializer并且持续向先前的topic中发送消息，这将会导致反序列化问题
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- consumer的key或value deserializer配置错误
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- 不同的生产者实例，使用不同的key或value serializer向topic中发送消息
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在发生poison后，consumer在调用poll拉取数据时将无法反序列化record，调用poll时会一直抛出反序列化异常。并且消费者也无法针对posion pill进行处理，针对该topic分区的消费会被阻塞（因为consumer offset一直无法向前移动）。并且，在consumer不停重试针对该消息的反序列化时，大量的反序列化失败日志将会被追加到日志文件中，磁盘占用量将会急剧增大。
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||
#### ErrorHandlingDeserializer
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为了解决poison pill问题，spring引入了ErrorHandlingDeserializer，该deserializer将反序列化工作委托给了一个真实的deserializer。如果底层受托的deserializer反序列化失败，那么ErrorHandlingDeserializer将会返回一个null，并且在传入的headers中设置DeserializationException对象。DeserializationException对象中包含cause和raw bytes。
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#### replyErrorChecker
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从版本2.6.7开始，可以为ReplyingKafkaTemplate设置一个ReplyErrorChecker，当提供了checker方法时，template会自动调用该方法，如果该方法抛出异常，那么该reply message对应的future也会以失败状态完成。
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replychecker使用示例如下：
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```java
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template.setReplyErrorChecker(record -> {
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Header error = record.headers().lastHeader("serverSentAnError");
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if (error != null) {
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return new MyException(new String(error.value()));
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||
}
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||
else {
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return null;
|
||
}
|
||
});
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||
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||
...
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||
|
||
RequestReplyFuture<Integer, String, String> future = template.sendAndReceive(record);
|
||
try {
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||
future.getSendFuture().get(10, TimeUnit.SECONDS); // send ok
|
||
ConsumerRecord<Integer, String> consumerRecord = future.get(10, TimeUnit.SECONDS);
|
||
...
|
||
}
|
||
catch (InterruptedException e) {
|
||
...
|
||
}
|
||
catch (ExecutionException e) {
|
||
if (e.getCause instanceof MyException) {
|
||
...
|
||
}
|
||
}
|
||
catch (TimeoutException e) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
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||
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||
### AggregatingReplyingKafkaTemplate
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ReplyingKafkaTemplate针对的是发送一条消息针对一条回复的场景，但如果对于发送一条消息，存在多个接收方，会返回多条消息的场景，则需要使用AggregatingReplyingKafkaTemplate。
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||
像ReplyingKafkaTemplate一样，AggregatingReplyingKafkaTemplate构造方法也接收一个producer factory和一个listener container，listener container用于接收返回的消息。除此之外，AggregatingReplyingKafkaTemplate还会接收第三个参数`BiPredicate<List<ConsumerRecord<K,v>>, Boolean>`，该断言每次在接收到新消息时都会被计算。如果断言返回true，该`AggregatingReplyingKafkaTemplate.sendAndReceive`方法返回的Future对象将会被完成，并且Future中的值为断言中ConsumerRecord的集合。
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||
|
||
从版本2.3.5开始，第三个参数为`BiPredicate<List<ConsumerRecord<K,v>>, Boolean>`类型，其会在每次接收到消息或是超时（replyTimeout超时）的情况下被调用，第二个参数传入的boolean即是断言的这次调用是否因为超时。**该断言可以针对ConsumerRecord进行修改**。
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||
> #### returnPartialOnTimeout
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||
> AggregatingReplyingKafkaTemplate拥有一个属性returnPatialOnTimeout，该属性值默认为false，如果该值被设置为true，那么当请求发生超时时，会返回已经接收到的部分ConsumerRecord集合。
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||
>
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||
> BiPredicate参数和returnPartialOnTimeout属性共同决定了在发生超时时是否返回已接收的部分返回消息，要想成功在超时场景下返回接收到的部分消息，不仅需要returnPartialOnTimeout设置为true，还需要BiPredicate断言在发生timeout的情况下返回值为true。
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||
AggregatingReplyingKafkaTemplate使用示例如下：
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```java
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AggregatingReplyingKafkaTemplate<Integer, String, String> template =
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||
new AggregatingReplyingKafkaTemplate<>(producerFactory, container,
|
||
(coll, timeout) -> timeout || coll.size() == releaseSize);
|
||
...
|
||
RequestReplyFuture<Integer, String, Collection<ConsumerRecord<Integer, String>>> future =
|
||
template.sendAndReceive(record);
|
||
future.getSendFuture().get(10, TimeUnit.SECONDS); // send ok
|
||
ConsumerRecord<Integer, Collection<ConsumerRecord<Integer, String>>> consumerRecord =
|
||
future.get(30, TimeUnit.SECONDS);
|
||
```
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||
|
||
注意sendAndReceive方法返回的future，其值类型为`ConsumerRecord<Integer, Collection<ConsumerRecord<Integer, String>>>`类型，外层的ConsumerRecord并不是真正的返回消息，而是由AggregatingReplyingKafkaTemplate将返回消息聚合而成的，外层ConsumerRecord用于存储实际接收到的消息集合。
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||
|
||
> #### ConsumerRecord<Integer, Collection<ConsumerRecord<Integer, String>>>
|
||
> `ConsumerRecord<Integer, Collection<ConsumerRecord<Integer, String>>>`作为聚合返回消息集合的伪ConsumerRecord，其topic name也并非实际存在的。当获取该伪ConsumerRecord的原因是因为normal release（releaseStrategy返回为true）时，伪ConsumerRecord的topic name为`aggregatedResults`.
|
||
>
|
||
> 当获取该伪ConsumerRecord的原因是timeout（returnPartialOnTimeout被设置为true，并且发生timeout，并且至少获取到一条返回消息），那么伪ConsumerRecord的topic name将会被设置为`partialResultsAfterTimeout`.
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||
|
||
template为上述伪topic name提供了静态变量：
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||
```java
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||
/**
|
||
* Pseudo topic name for the "outer" {@link ConsumerRecords} that has the aggregated
|
||
* results in its value after a normal release by the release strategy.
|
||
*/
|
||
public static final String AGGREGATED_RESULTS_TOPIC = "aggregatedResults";
|
||
|
||
/**
|
||
* Pseudo topic name for the "outer" {@link ConsumerRecords} that has the aggregated
|
||
* results in its value after a timeout.
|
||
*/
|
||
public static final String PARTIAL_RESULTS_AFTER_TIMEOUT_TOPIC = "partialResultsAfterTimeout";
|
||
```
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||
伪ConsumerRecord中存储的ConsumerRecord集合则是AggregatingReplyingKafkaTemplate实际接收到的ConsumerRecord。
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#### AggregatingReplyingKafkaTemplate配置要求
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listener container必须要配置为`AckMode.MANUAL`模式或`AckMode.MANUAL_IMMEDIATE`；consumer属性`enable.auto.commit`必须被设置伪false。为了避免任何丢失消息的可能，template只会在没有待处理请求的前提下提交offset，即最后一个未处理请求被releaseStrategy释放。
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当consumer发生rebalance时，可能会造成返回消息被重复传递（由于template只会在没有待处理请求的情况下提交offset，如果在listener container接收到消息后，尚未提交offset，此时发生rebalance，那么未提交offset的消息将会被重复接收）。对于在途的请求，消息的重复传递将会被忽略（在途的消息还会存在多条消息聚合的过程）；针对已经被releaseStrategy释放的返回消息，如果接收到多条重复的返回消息，那么会在log中看到error日志。
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另外，如果AggregatingReplyingKafkaTemplate使用`ErrorHandlingDeserializer`，那么template将不会自动检测到反序列化异常。因为`ErrorHandlingDeserializer`在反序列化失败时会返回null，并且在返回的header中记录反序列化异常信息。推荐在应用中调用`ReplyingKafkaTemplate.checkDeserialization()`方法来判断是否存在反序列化异常。
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对于AggregatingReplyingKafkaTemplate，`replyErrorChecker`也不会自动调用，需要针对每个元素手动调用`checkForErrors`方法。
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## 接收消息
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在使用spring kafka时，可以通过为MessageListenerContainer提供listener或是通过@KafkaListener注解来从kafka broker接收消息。
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### Message Listener
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当使用Message Listener container时，必须为其提供一个listener用于接收消息。如下是8个用于接收消息的接口：
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```java
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// interface-1
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public interface MessageListener<K, V> {
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||
void onMessage(ConsumerRecord<K, V> data);
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}
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// interface-2
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public interface AcknowledgingMessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(ConsumerRecord<K, V> data, Acknowledgment acknowledgment);
|
||
|
||
}
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||
// interface-3
|
||
public interface ConsumerAwareMessageListener<K, V> extends MessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(ConsumerRecord<K, V> data, Consumer<?, ?> consumer);
|
||
|
||
}
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||
|
||
// interface-4
|
||
public interface AcknowledgingConsumerAwareMessageListener<K, V> extends MessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(ConsumerRecord<K, V> data, Acknowledgment acknowledgment, Consumer<?, ?> consumer);
|
||
|
||
}
|
||
|
||
// interface-5
|
||
public interface BatchMessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(List<ConsumerRecord<K, V>> data);
|
||
|
||
}
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||
|
||
// interface-6
|
||
public interface BatchAcknowledgingMessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(List<ConsumerRecord<K, V>> data, Acknowledgment acknowledgment);
|
||
|
||
}
|
||
|
||
// interface-7
|
||
public interface BatchConsumerAwareMessageListener<K, V> extends BatchMessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(List<ConsumerRecord<K, V>> data, Consumer<?, ?> consumer);
|
||
|
||
}
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||
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||
// interface-8
|
||
public interface BatchAcknowledgingConsumerAwareMessageListener<K, V> extends BatchMessageListener<K, V> {
|
||
|
||
void onMessage(List<ConsumerRecord<K, V>> data, Acknowledgment acknowledgment, Consumer<?, ?> consumer);
|
||
|
||
}
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||
```
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1. interface-1：当使用由容器管理的提交方法或自动提交时，可以使用该接口；该接口针对单条消息进行处理
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2. interface-2：当使用由容器管理的提交方法时，可以使用该接口；该接口针对单条消息进行处理
|
||
3. interface-3：当使用由容器管理的提交方法或自动提交时，可以使用该接口；该接口针对单条消息进行处理；该接口提供对consumer实例的访问
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||
4. interface-4：当使用由容器管理的提交方法时，可以使用该接口；该接口针对单挑消息进行处理；该接口提供对consumer实例的访问
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5. interface-5：当使用自动提交或由容器管理的提交方法时，可以使用该接口；该接口针对`consumer.poll`方法返回的所有消息进行处理；当使用该接口时，不支持`AckMode.RECORD`模式，因为所有的poll方法接收到的message batch都给了listener
|
||
6. interface-6：该当使用容器管理的提交方法时，可以使用该接口；该接口会处理由poll方法接收到的所有消息
|
||
7. interface-7：当使用自动提交或由容器管理的提交方法时，可以使用该接口；该接口针对poll方法返回的所有消息进行处理；使用该接口时不支持`AckMode.RECORD`；使用该接口可以针对consumer实例进行处理
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||
8. interface-8：当使用由容器管理的commit method时，可以使用该接口；该接口针对由poll方法返回的全部消息进行处理；该接口提供对consumer实例的访问
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> listener接口提供的consumer对象并不是线程安全的，故而必须在调用该listener的线程内访问该consumer中的方法
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> 在对consumer中的方法进行访问时，不应该在listener中执行任何会修改consumer position或commit offset的方法；position或offset信息由container来进行管理。
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### MessageListenerContainer
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spring kafka提供了两种MessageListenerContainer的实现：
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- KafkaMessageListenerContainer
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- ConcurrentMessageListenerContainer
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上述两种实现的区别如下：
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- KafkaMessageListenerContainer在单个线程中对来源所有topic所有分区的消息进行接收
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- ConcurrentMessageListenerContainer则是通过将接收消息的任务委托给多个KafkaMessageListenerContainer实例来实现多线程消费。
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#### Interceptors
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从2.2.7版本开始，可以为listener container添加`RecordInterceptor`；拦截器会在container调用listener之前被调用，可以通过拦截器来查看或是修改消息内容。如果interceptor在接收到消息或返回为空，那么后续listener将不会被调用。
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||
从2.7版本开始，RecordInterceptor还增加了方法`afterRecord`，该方法在listener退出之后调用（正常退出或是抛异常退出）。并且从2.7版本开始，还新增了`BatchInterceptor`，为Batch Listener提供了类似的拦截器功能；ConsumerAwareRecordInterceptor也在提供拦截器功能的基础上提供了对consumer实例的访问。可以通过kafka consumer来访问consumer metrics。
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> 如果拦截器对record进行了修改（同构创建一个新的record），那么topic、partition、offset必须都保持不变，从而避免类似消息丢失的副作用
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为了调用多个interceptors，可以使用`CompositeRecordInterceptor`和`CompositeBatchInterceptor`。
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||
默认情况下，从2.8版本开始，在使用事务时，拦截器会在事务开启之前被调用。可以将listener container的`interceptBeforeTx`属性修改为`false`，从而在事务开启之后调用拦截器方法。从2.9版本开始，上述会被应用于任何transaction manager，而不单单只用于`KafkaAwareTransactionManager`，这允许拦截器加入到由container开启的jdbc事务。
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||
从2.3.8、2.4.6版本开始，`ConcurrentMessageListenerContainer`支持Static Membership当concurrency大于1时。而`group.instance.id`的后缀则是`-n`，`n`从1开始。与此同时，增加`session.timeout.ms`值，可以减少rebalance event的数量，例如，当应用实例重启时。
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#### 使用KafkaMessageListenerContainer
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在创建KafkaMessageListenerContainer时，可以使用如下构造方法：
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```java
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public KafkaMessageListenerContainer(ConsumerFactory<K, V> consumerFactory,
|
||
ContainerProperties containerProperties)
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```
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上述构造函数接收一个consumerFactory，并且通过containerProperties接收topic和partition的信息，此外containerProperties中还包含其他配置信息。
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containerProperties拥有如下构造方法：
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```java
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public ContainerProperties(TopicPartitionOffset... topicPartitions)
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||
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||
public ContainerProperties(String... topics)
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||
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||
public ContainerProperties(Pattern topicPattern)
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||
```
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||
第一个构造方法中接收一个`TopicPartitionOffset`数组，通过该数组可以显式的告知container应该使用哪些分区（通过调用consumer的assign方法）。并且，可以选择为TopicPartitionOffset指定初始的offset。当`relativeToCurrent`参数为false时（默认为false），如果指定offset为正数，默认代表绝对offset；如果offset为负数，默认代表相对于该分区最后位置的偏移量。如果`relativeToCurrent`为true，初始offset将会被设置为相对当前的consumer position。当容器启动时，设置的offset将会被应用。
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||
第二个构造方法接收了一个topic数组，kafka则会根据`group.id`属性来分配分区，将分区在组内的订阅了该topic的消费者实例之间进行分配。
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第三个构造方法则是接收一个topicPattern，通过该pattern来匹配分区。
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在创建container时，为了将MessageListener分配给container，可以使用`ContainerProperties.setMessageListener`。如下展示了添加listener的示例：
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```java
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ContainerProperties containerProps = new ContainerProperties("topic1", "topic2");
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||
containerProps.setMessageListener(new MessageListener<Integer, String>() {
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||
...
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});
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||
DefaultKafkaConsumerFactory<Integer, String> cf =
|
||
new DefaultKafkaConsumerFactory<>(consumerProps());
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||
KafkaMessageListenerContainer<Integer, String> container =
|
||
new KafkaMessageListenerContainer<>(cf, containerProps);
|
||
return container;
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||
```
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||
在上述示例中，创建DefaultKafkaConsumerFactory实例时，其构造方法只接受了一个ConsumerProperties属性，代表其会在属性中获取key和value的`Deserializer.class`并创建实例。同时，也可以通过调用DefaultKafkaConsumerFactory的其他构造方法，接收key和value的Deserializer实例，在这种情况下，所有consumer都会公用key和value的反序列化实例。另一种选择时提供`Supplier<Deserializer>`，这种情况下，每个consumer都会使用不同的反序列化器实例。
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```java
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||
DefaultKafkaConsumerFactory<Integer, CustomValue> cf =
|
||
new DefaultKafkaConsumerFactory<>(consumerProps(), null, () -> new CustomValueDeserializer());
|
||
KafkaMessageListenerContainer<Integer, String> container =
|
||
new KafkaMessageListenerContainer<>(cf, containerProps);
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||
return container;
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```
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||
从2.2.1版本开始，提供了一个叫`logContainerConfig`的配置属性，当该属性设置为true并且info日志级别开启时，每个listener container都会写日志记录其配置。
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默认情况下，会在debug的日志级别记录topic offset commit。从2.1.2开始，通过`ContainerProperties`中`commitLogLevel`的属性可以指定commit offset的日志级别。如果要将offset commit的日志级别改为info，可以调用`containerProperties.setCommitLogLevel(LogIfLevelEnabled.Level.INFO)`方法。
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||
从2.2版本开始，添加了`missingTopicsFatal`属性，该属性默认值为false。如果在container启动时，其配置的任一topic在broker中并不存在，那么其将会阻止container启动。如果container被配置为监听pattern，那么missingTopicsFatal配置将不会被应用。在未指定missingTopicsFatal时，container线程将会循环调用`consumer.poll`方法等待topic出现，同时日志输出消息，除了日志之外，没有任何迹象显示出现了问题。
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||
在2.8版本中，引入了`authExceptionRetryInterval`属性。该属性会导致container在kafkaConsumer得到`AuthenticationException`或`AuthorizationException`异常后重试fetch消息。该属性用于kafka consumer获取topic消息权限认证失败时，在等待`authExceptionRetryInterval`时间间隔后，可以重试获取消息，此时权限可能已经被授予。
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||
> 在默认情况下，没有配置`authExceptionRetryInterval`，AuthenticationException和AuthorizationException将被认为是致命的，这将会导致messageListenerContainer停止。
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||
#### 使用ConcurrentMessageListenerContainer
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ConcurrentMessageListenerContainer的构造函数类似于KafkaMessageListenerContainer：
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||
```java
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||
public ConcurrentMessageListenerContainer(ConsumerFactory<K, V> consumerFactory,
|
||
ContainerProperties containerProperties)
|
||
```
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||
除此之外，ConcurrentMessageListenerContainer还有一个concurrency属性，该属性代表并行度。如果调用`container.setConcurrency(3)`方法，其会创建3个`KafkaMessageListenerContainer`.
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对于该构造方法，kafka使用组管理功能在消费者实例之间分配分区。
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||
如果container通过TopicPartitonOffset配置时，ConcurrentMessageListenerContainer将TopicPartitionOffset实例分配到多个委托的KafkaMessageListenerContainer实例上，每个委托实例负责监听不同的TopicPartitionOffset。
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如果，6个TopicPartitionOffset被提供，并且concurrency被设置为3，每个委托实例将会被分配2个TopicPartitionOffset。如果5个TopicPartitionOffset被提供，并且concurrency被设置为3，那么两个委托容器实例将会被分配到2个分区，第三个委托容器将被分配到1个分区。如果concurrency数大于TopicPartitionOffset数量，那么concurrency将会降低到和TopicPartitionOffset数量相同，每个委托容器实例被分配到一个分区。
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从1.3版本开始，`MessageListenerContainer`提供了对底层`KafkaConsumer`的metrics信息访问。对于`ConcurrentMessageListenerContainer`，其metircs方法将会返回一个map，该map中记录了所有委托KafkaMessageListenerContainer实例的metics信息。Map类型为`Map<String, Map<MetricName, ? extends Metric>>`,其中key为底层KafkaConsumer的`client-id`.
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从2.3版本开始，ContainerProperties提供了`idleBetweenPolls`属性，允许listener container在调用`consumer.poll()`方法循环拉取数据时睡眠一段时间。实际的睡眠时间将会取如下两个值中较小的值：`idleBetweenPolls`属性实际配置的值；`max.poll.interval.ms`值减去当前消息批处理时间的差值。
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> `max.poll.interval.ms`
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>
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> 该值代表在使用消费者组管理功能时，两次`poll()`调用之间最长时间间隔。该值代表在调用完poll方法后，在下次调用poll方法之前消费者示例可以闲置的最长时间。如果超过该时间限制之后，poll方法仍然未被调用，那么该消费者示例将会被认为失败，并且消费者组会出发rebalance操作，将分区在消费者组中的其他成员之间进行再分配。**在消费者示例使用的`group.instance.id`不为空时，如果超时，分区将不会立马被重新分配，而是消费者示例停止发送心跳包，分区会在停止发送心跳包超过`session.timeout.ms`时间后出发rebalance。`group.instance.id`不为空时，该消费者实例将会被认为是该消费者组的静态成员。
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>
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> 默认情况下，`max.poll.interval.ms`的默认值为5min。
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#### Committing Offsets
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对于offset提交，spring kafka提供了多个选项。如果`enable.auto.commit`属性在consumer properties中被指定为true，那么kafka会根据其配置对消息进行自动提交。如果`enable.auto.commit`被指定为false，那么MessageListenerContainer支持几种不同的`AckMode`设置。默认的`AckMode`设置为`BATCH`。从2.3版本开始，spring framework会自动将`enable.auto.commit`设置为false，在2.3之前则是默认设置为true。
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`consumer.poll`方法会返回一条或多条`ConsumerRecord`，而MessageListener则是会针对每条ConsumerRecord进行调用。如下列举了container针对每种AckMode会执行的行为：
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- `RECORD`：在listener处理完该消息并返回之后，提交offset
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- `BATCH`：当所有被poll方法调用返回的消息都处理完成之后，提交offset
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- `TIME`：当所有被poll方法返回的消息均被处理完成，或是从上次commit时起已超过`ackTime`时间
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- `COUNT`：当所有被poll方法返回的消息都被处理完成，或是从上次commit时起已收到超过`ackCount`条记录
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- `COUNT_TIME`：当TIME或COUNT任一条满足时，提交offset
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- `MANUAL`：messageListener负责对消息调用`Acknowledgment.acknowledge()`方法，调用之后语义和BATCH相同，会等待所有被poll方法调用返回的消息都处理完成，之后会批量提交offset
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- `MANUAL_IMMEDIATE`：当方法`Acknowledgment.acknowledge()`被listener调用之后，立刻会提交offset
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当使用事务时，offsets将会被发送给事务，并且语义和RECRD或BATCH相同，基于listener的类型决定语义（看listener是record类型还是batch类型）
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> `MANUAL`或`MANUAL_IMMEDIATE`需要listener为`AcknowledgingMessageListener `或`BatchAcknowledgingMessageListener`
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基于容器的`syncCommits`容器属性，提交offset时会使用`commitSync`或`commitAsync`方法。`syncCommits`属性默认为true，可以通过`setSyncCommitTimeout`设置commitSync时的超时时间。在syncCommits设置为false时，可以通过`setCommitCallback`来获取commitAsync的结果，默认情况下callback是`LoggingCommitCallback`，其会日志输出errors，并且以debug的级别打印成功日志。
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由于listener container拥有自己的提交offset机制，故而更推荐将kafka consumr的`ConsumerConfig.ENABLE_AUTO_COMMIT_CONFIG`属性设置为false。2.3版本开始，会将自动提交属性设置为false，除非显式在consumer factory或container的consumer properties中将自动提交属性覆盖。
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Acknowledgment接口具有如下方法：
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```java
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public interface Acknowledgment {
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void acknowledge();
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}
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```
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该方法能够让container控制何时提交offset。
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从2.3版本开始，`Acknowledgment`接口提供了两个额外的方法`nack(long sleep)`和`nack(int index, long sleep)`。第一个方法和record类型的listener一起使用，第二个方法和batch类型的listener一起使用。如果调用类型错误，会抛出`IllegalStateException`异常。
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- `nack(long sleep)`：对当前record执行nack操作，丢弃poll请求中的remaining records并针对所有分区进行re-seek操作，将position恢复。故而，在指定sleep时间范围后，record将会被重新传递，该操作会阻塞整个message listener的读操作，阻塞时间为sleep，且阻塞范围不限于单个分区。该操作必须在consumer thread中被调用。
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- `nack(int index, long sleep)`：对于batch中index位置的record进行nack操作，该操作会提交位于index之前record的offset，并且会re-seek所有分区，故而位于index和index之后的消息都会在sleep时间后被重新传输。该操作必须在consumer thread中被调用。
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当想要提交batch中部分消息时，请使用`nack(int index, long sleep)`方法。当是使用事务时，设置AckMode为MUANAL；调用nack方法会将已成被成功处理的records offsets发送给事务。
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nack只能在调用listener的consumer线程中进行处理。
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在使用nack方法时，任何在途的offset都会被提交，而从上次poll起的remaining records都会被丢弃。并且在所有分区都会执行seek操作，故而当前失败的那条record和所有未处理的record都会在下次poll时重新拉取。该操作和抛异常类似，当container中配置了一个DefaultErrorHandler时。
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当使用batch listener时，若发生异常可以指定record在bathc中的index。调用nack时，位于index之前的record offset都会被提交，seek操作也会执行，在下次poll操作时也会丢失败和被丢弃的消息进行重新拉取。
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从3.0.10版本开始，batch listener可以提交batch中的部分record offset，通过使用`acknowledge(index)`方法。当该方法被调用时，位于index的record和位于index之前的records都会被提交offset。在调用部分提交之后再调用`acknowledge()`方法，会针对剩余尚未被提交的records进行offset提交。在使用部分提交时，必须满足如下要求：
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- AckMode.MANUAL_IMMEDIATE需要被开启
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- 部分提交方法需要在listener thread中被调用
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- listener必须批量消费recrods而不是消费单条record
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- index必须要位于batch range中
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- 重复调用部分提交接口时，后调用的index要比先调用的大
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上述要求是强制的，在不满足时会抛出IllegalArgumentException和IllegalStateException异常。
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> 上述调用nack后所说的阻塞均是指调用`KafkaConsumer.pause`方法后造成的结果。在pause方法被调用后，任何后续调用的poll方法都不会返回任何records，直到`resume`方法被调用。pause方法的调用并不会造成分区的rebalance操作。**调用pause方法并不会造成线程的阻塞，而是通过poll获取指定分区消息的阻塞。**
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||
>
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> 并且，rebalance操作后也不会保留pause/resume状态。
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### 手动提交offset
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通常，当使用`AckMode.MANUAL`或`AckMode.MANUAL_IMMEDIATE`时，ack必须按顺序确认，因为kafka并不是为每条record都维护提交状态，而是针对每个消费者组/分区只维护一个commit offset。
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从2.8版本开始，可以设置container属性`asyncAcks`，该属性设置后，由poll返回的records可以被以任何顺序确认。设置属性后listener container会将无序（records可以被按任何顺序确认）的提交进行延迟，直到接收到缺失的ack。此时，消费者会处于paused状态，不会有新的records被传递，直到上次poll操作中所有的消息都被提交offset。
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当启用`asyncAcks`特性后，可以异步的针对消息进行处理（`Acknowledgment.acknowledge()`方法并没有要求只能在listener线程中被调用）。但是，在对消息进行异步处理的时候，如果发生处理失败的情况，可能会增加record重复传输的可能性。（如果在开启asyncAcks时，如果后续消息已经提交ack，但是位于前面的消息处理发生异常，那么后续成功的record其offset将无法被提交，故而后续处理成功的消息将会被重新传递）.
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> 在处理消息时抛出异常，那么抛出异常的消息和抛出异常之后的消息都会被重复拉取。
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并且，当`asyncAcks`启用时，无法使用`nack()`方法来进行nack操作。
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### @KafkaListener
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`@KafkaListener`会将一个bean方法标记为listener container的listener方法。该bean被封装在一个`MessagingMessageListenerAdapter`对象中，该Adapter对象的构造方法如下所示，封装了bean对象和bean对象方法：
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```java
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||
public MessagingMessageListenerAdapter(Object bean, Method method) {
|
||
this.bean = bean;
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||
this.inferredType = determineInferredType(method); // NOSONAR = intentionally not final
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||
}
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```
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在配置@KafkaListener注解的绝大部分属性时，可以使用`#{}`形式的spel表达式或`${}`形式的属性占位符。
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#### Record Listener
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@KafkaListener注解为简单pojo的listenr提供了机制，如下展示了使用示例：
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```java
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public class Listener {
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||
@KafkaListener(id = "foo", topics = "myTopic", clientIdPrefix = "myClientId")
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||
public void listen(String data) {
|
||
...
|
||
}
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||
|
||
}
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||
```
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||
该机制需要在@Configuration类上标注`@EnableKafka`注解，并且需要一个 listener container factory bean对象。该listener container用于配置底层的`ConcurrentMessageListenerContainer`。默认情况下，需要一个bean name为`kafkaListenerContainerFactory`的bean对象。如下示例展示了如何使用`ConcurrentMessageListenerContainer`：
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```java
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@Configuration
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@EnableKafka
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public class KafkaConfig {
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||
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@Bean
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KafkaListenerContainerFactory<ConcurrentMessageListenerContainer<Integer, String>>
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||
kafkaListenerContainerFactory() {
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||
ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Integer, String> factory =
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||
new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<>();
|
||
factory.setConsumerFactory(consumerFactory());
|
||
factory.setConcurrency(3);
|
||
factory.getContainerProperties().setPollTimeout(3000);
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||
return factory;
|
||
}
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||
@Bean
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public ConsumerFactory<Integer, String> consumerFactory() {
|
||
return new DefaultKafkaConsumerFactory<>(consumerConfigs());
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||
}
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||
|
||
@Bean
|
||
public Map<String, Object> consumerConfigs() {
|
||
Map<String, Object> props = new HashMap<>();
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||
props.put(ProducerConfig.BOOTSTRAP_SERVERS_CONFIG, embeddedKafka.getBrokersAsString());
|
||
...
|
||
return props;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
在上述示例中，如果要设置container properties，必须要在container factory对象上调用getContainerProperties()，然后再设置。该被返回的container properties将会被作为实际被注入到container对象中properties的模板。
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从版本2.1.1开始，对由该注解创建的消费者实例，可以设置`client.id`属性。`client.id`为`clientIdPrefix-n`格式，其中n为整数，代表在使用concurrency时的container number。
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从2.2版本开始，可以通过@KafkaListener注解覆盖container factory的`concurrency`和`autoStartup`属性。为注解属性赋的值可以是simple value、spel表达式或property placeholder使用示例如下所示：
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```java
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@KafkaListener(id = "myListener", topics = "myTopic",
|
||
autoStartup = "${listen.auto.start:true}", concurrency = "${listen.concurrency:3}")
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||
public void listen(String data) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
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||
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||
#### 显式分区分配
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||
可以通过@KafkaListener注解为pojo listener配置显式的topic和分区（也可以为其指定一个初始offset）。如下示例展示了如何为@KafkaListener指定topic和offset：
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||
```java
|
||
@KafkaListener(id = "thing2", topicPartitions =
|
||
{ @TopicPartition(topic = "topic1", partitions = { "0", "1" }),
|
||
@TopicPartition(topic = "topic2", partitions = "0",
|
||
partitionOffsets = @PartitionOffset(partition = "1", initialOffset = "100"))
|
||
})
|
||
public void listen(ConsumerRecord<?, ?> record) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
如上图所示，可以在topicPartitions属性的`@TopicPartition的partitions属性`中或是`@TopicPartitionpation的partitionOffsets属性`中指定分区，但是无法同时在上述两处都指定同一个分区。
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||
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||
从2.5.5版本开始，可以对所有手动分配的分区都指定一个初始offset：
|
||
```java
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||
@KafkaListener(id = "thing3", topicPartitions =
|
||
{ @TopicPartition(topic = "topic1", partitions = { "0", "1" },
|
||
partitionOffsets = @PartitionOffset(partition = "*", initialOffset = "0"))
|
||
})
|
||
public void listen(ConsumerRecord<?, ?> record) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
再上述示例中，`*`通配符代表`partitions`属性锁指定的所有分区。在每个`@TopicPartition`注解中，只能有一个`@PartitionOffset`注解中带有该通配符。
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||
当listener实现了`ConsumerSeekAware`时，`onPartitionAssigned`方法会被调用，即使使用手动分配(assign)。`onPartitionAssigned`允许在分区被分配时执行任意的seek操作。
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||
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||
从2.6.4版本开始，可以指定由`,`分隔的分区列表或分区区间，示例如下：
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```java
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||
@KafkaListener(id = "pp", autoStartup = "false",
|
||
topicPartitions = @TopicPartition(topic = "topic1",
|
||
partitions = "0-5, 7, 10-15"))
|
||
public void process(String in) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
该分区范围是闭区间，上述代表的区间是`0,1,2,3,4,5,7,10,11,12,13,14,15`.
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||
|
||
上述方式也可以用于指定分区初始的offset：
|
||
```java
|
||
@KafkaListener(id = "thing3", topicPartitions =
|
||
{ @TopicPartition(topic = "topic1",
|
||
partitionOffsets = @PartitionOffset(partition = "0-5", initialOffset = "0"))
|
||
})
|
||
public void listen(ConsumerRecord<?, ?> record) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
#### 手动ack
|
||
当使用手动ack时，可以为listener method提供`Acknowledgment`。如下示例展示了如何使用一个不同的container factory：
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```java
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@KafkaListener(id = "cat", topics = "myTopic",
|
||
containerFactory = "kafkaManualAckListenerContainerFactory")
|
||
public void listen(String data, Acknowledgment ack) {
|
||
...
|
||
ack.acknowledge();
|
||
}
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||
```
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||
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||
#### Consumer Record Metadata
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||
record的元数据可以从message header中进行获取。可以使用如下header名称来获取消息header中的内容：
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- KafkaHeaders.OFFSET
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- KafkaHeaders.RECEIVED_KEY
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||
- KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC
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||
- KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION
|
||
- KafkaHeaders.RECEIVED_TIMESTAMP
|
||
- KafkaHeaders.TIMESTAMP_TYPE
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||
|
||
从2.5版本开始，如果接收到的消息key为null，那么`RECEIVED_KEY`在header中并不会出现；而在2.5版本之前，`RECEIVED_KEY`在header中存在并且值为null。
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||
如下示例展示了如何使用header：
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```java
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||
@KafkaListener(id = "qux", topicPattern = "myTopic1")
|
||
public void listen(@Payload String foo,
|
||
@Header(name = KafkaHeaders.RECEIVED_KEY, required = false) Integer key,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION) int partition,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) String topic,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TIMESTAMP) long ts
|
||
) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
> 参数注解（`@Payload`、`@Header`）必须在listener method方法的具体实现上被指定，如果参数注解只指定在接口上，而没有在具体实现方法上指定，那么指定的注解将不会起作用。
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||
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||
从2.5版本开始，相比于上述示例中针对单条header内容进行接收，可以通过`ConsumerRecordMetadata`类型的参数来接收所有的header数据：
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```java
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@KafkaListener(...)
|
||
public void listen(String str, ConsumerRecordMetadata meta) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
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||
上述`ConsumerRecordMetadata`类型中包含`ConsumerRecord`中所有的数据，除了record中的key和value。
|
||
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||
#### Batch Listener
|
||
从版本1.1开始，可以通过@KafkaListener方法来接收record batch。
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为了配置listener container factory支持batch listener，需要设置container factory的`batchListener`属性。如下展示了配置示例：
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```java
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||
@Bean
|
||
public KafkaListenerContainerFactory<?> batchFactory() {
|
||
ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Integer, String> factory =
|
||
new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<>();
|
||
factory.setConsumerFactory(consumerFactory());
|
||
factory.setBatchListener(true); // <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
|
||
return factory;
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
> 从2.8版本开始，可以通过@KafkaListener属性来覆盖container factory的`batchListener`属性，只需要为@KafkaListener注解指定`batch`属性。
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||
|
||
> 从2.9.6版本开始，container factory对于`recordMessageConverter`和`batchMessageConverter`有不同的setter。在2.9.6之前的版本中，只有`messageConverter`的setter，该converter被同时用于批量和单条场景。
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||
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||
如下示例展示了如何接收list类型的payload：
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||
```java
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||
@KafkaListener(id = "list", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen(List<String> list,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_KEY) List<Integer> keys,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION) List<Integer> partitions,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) List<String> topics,
|
||
@Header(KafkaHeaders.OFFSET) List<Long> offsets) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
record batch的topic、分区、offset等信息也可以批量获取，如下展示了如何批量获取header：
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||
```java
|
||
@KafkaListener(id = "list", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen(List<String> list,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_KEY) List<Integer> keys,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_PARTITION) List<Integer> partitions,
|
||
@Header(KafkaHeaders.RECEIVED_TOPIC) List<String> topics,
|
||
@Header(KafkaHeaders.OFFSET) List<Long> offsets) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
除了上述方法外，还可以通过`List of Message<?>`来批量接收消息，但是，除了`Acknowledgment`或`Consumer<?, ?>`外，`List of Message<?>`应该是方法中唯一的参数。如下示例展示了如何使用：
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```java
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||
@KafkaListener(id = "listMsg", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen1(List<Message<?>> list) {
|
||
...
|
||
}
|
||
|
||
@KafkaListener(id = "listMsgAck", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen2(List<Message<?>> list, Acknowledgment ack) {
|
||
...
|
||
}
|
||
|
||
@KafkaListener(id = "listMsgAckConsumer", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen3(List<Message<?>> list, Acknowledgment ack, Consumer<?, ?> consumer) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
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||
在上述示例中，并不会对payload执行任何转换。
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||
如果当前存在`BatchMessagingMessageConverter`（`BatchMessagingMessageConverter`通过`RecordMessageConverter`配置），则可以为`Message<?>`添加一个泛型类型，payload将会被转化为该类型。
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||
除了上述两种方式外，还可以接收`List<ConsumerRecord<?, ?>>`类型的参数，但是其必须为listener method的唯一参数（`Acknowledgment`类型和`Consumer<?, ?>`类型参数除外）。如下实例展示了如何使用：
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||
```java
|
||
@KafkaListener(id = "listCRs", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen(List<ConsumerRecord<Integer, String>> list) {
|
||
...
|
||
}
|
||
|
||
@KafkaListener(id = "listCRsAck", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void listen(List<ConsumerRecord<Integer, String>> list, Acknowledgment ack) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
|
||
从2.2版本开始，listener可以接收由poll方法返回的完整的`ConsumerRecords<?, ?>`对象（该record中封装了一个record的list）。从而允许listener访问额外的方法，例如`partitions()`方法，返回TopicPartition对象的集合。方法的使用示例如下：
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||
```java
|
||
@KafkaListener(id = "pollResults", topics = "myTopic", containerFactory = "batchFactory")
|
||
public void pollResults(ConsumerRecords<?, ?> records) {
|
||
...
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
#### 注解属性
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||
从2.0版本开始，`id`属性被用作kafka consumer group的`group.id`属性，其会覆盖consumer factory中配置的属性。如果不想使用该行为，可以显式的另外设置`groupId`属性；或是将`idIsGroup`属性设置为false，此时`group.id`仍然会使用consumer factory中配置的属性。
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||
对于@KafkaListener注解，可以在绝大多数属性中使用spel表达式和placeholder：
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```java
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||
@KafkaListener(topics = "${some.property}")
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@KafkaListener(topics = "#{someBean.someProperty}",
|
||
groupId = "#{someBean.someProperty}.group")
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||
```
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||
从2.1.2版本开始，spel表达式支持`__listener`。该伪bean name代表当前该注解所位于的bean。
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例如如下示例：
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```java
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@Bean
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||
public Listener listener1() {
|
||
return new Listener("topic1");
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}
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||
@Bean
|
||
public Listener listener2() {
|
||
return new Listener("topic2");
|
||
}
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||
public class Listener {
|
||
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||
private final String topic;
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||
public Listener(String topic) {
|
||
this.topic = topic;
|
||
}
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||
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||
@KafkaListener(topics = "#{__listener.topic}",
|
||
groupId = "#{__listener.topic}.group")
|
||
public void listen(...) {
|
||
...
|
||
}
|
||
|
||
public String getTopic() {
|
||
return this.topic;
|
||
}
|
||
|
||
}
|
||
```
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||
如果在项目中，已经存在了名为`__listener`的bean实例，那么可以通过`beanRef`属性来对属性表达式进行修改。如下示例展示了如何使用`beanRef`：
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```java
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||
@KafkaListener(beanRef = "__x", topics = "#{__x.topic}", groupId = "#{__x.topic}.group")
|
||
```
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||
从版本2.2.4开始，可以直接通过@KafkaListener注解指定consumer属性，通过注解指定的consumer属性会覆盖在consumer factory中指定的属性。
|
||
|
||
> 但是，无法通过`@KafkaListener`注解的上述方法来指定`group.id`和`client.id`属性，通过上述方法指定这两个属性时，指定会被忽略；需要使用`groupId`和`clientIdPrefix`注解属性来指定consumer属性中的`group.id`和`client.id`属性
|
||
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||
在通过@KafkaListener来指定consumer属性时，通过独立的字符串按照`foo:bar`、`foo bar`、`foo=bar`的格式进行指定，示例如下所示：
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||
```java
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||
@KafkaListener(topics = "myTopic", groupId = "group", properties = {
|
||
"max.poll.interval.ms:60000",
|
||
ConsumerConfig.MAX_POLL_RECORDS_CONFIG + "=100"
|
||
})
|
||
|
||
@KafkaListener(id = "one", topics = "one")
|
||
public void listen1(String in) {
|
||
System.out.println("1: " + in);
|
||
}
|
||
|
||
@KafkaListener(id = "two", topics = "two",
|
||
properties = "value.deserializer:org.apache.kafka.common.serialization.ByteArrayDeserializer")
|
||
public void listen2(byte[] in) {
|
||
System.out.println("2: " + new String(in));
|
||
}
|
||
```
|
||
### 获取consumer的`group.id`
|
||
在不同container中运行相同listener代码时，需要识别该消息来源于哪个container（通过`group.id`标识）。
|
||
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在需要获取container的groupId时，可以在listener线程中调用`KafkaUtils.getConsumerGroupId()`方法；也可以在方法参数中访问`group.id`属性：
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```java
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@KafkaListener(id = "id", topicPattern = "someTopic")
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public void listener(@Payload String payload, @Header(KafkaHeaders.GROUP_ID) String groupId) {
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...
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}
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```
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### container线程命名
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框架通过一个TaskExecutor来调用consumer和listener。可以在container properties中通过设置`consumerExecutor`属性来设置一个自定义的executor。当使用pooled executor时，需要确保线程池中含有足够的线程来处理来自所有container的并发。当使用`ConcurrentMessageListenerContainer`时，executor中的线程会被所有consumer（concurrency）使用。
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如果没有为container提供consumer executor，那么会为每个container提供`SimpleAsyncTaskExecutor`。
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> SimpleAsyncTaskExecutor会为所有的task都开启一个新线程，故而该类型的executor并不会对线程进行重用。
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