Bạn đã từng phải đối mặt với thách thức của việc làm quen với Kafka và có thể đã cảm thấy khó khăn trong quá trình này. Dù bạn là một lập trình viên mới bước chân vào ngành nghề, nhưng bạn đã được giao nhiệm vụ làm việc với Kafka mà không có sự hiểu biết rõ ràng. Điều này có thể khiến bạn băn khoăn và cảm thấy mơ hồ về nhiều khía cạnh của Kafka.
Đừng lo lắng quá nhiều, vì dưới đây là một số kiến thức quan trọng về Kafka mà bạn nên tìm hiểu. Những thông tin này không chỉ giúp bạn hiểu rõ hơn về Kafka mà còn cung cấp những kiến thức quan trọng giúp bạn tự tin hơn trong quá trình làm việc và học tập. Hãy đặt niềm tin vào những chia sẻ trên blog, chắc chắn rằng chúng sẽ là nguồn thông tin hữu ích để giải quyết những thách thức mà bạn đang gặp phải.
Kafka là gì?
Các chuyên gia đã đưa ra 2 đáp án cho câu hỏi Kafka là gì như sau:
Apache Kafka là gì?
Kafka Apache là một hệ thống truyền thông tin được xác định là một trung tâm thông điệp hoạt động trên môi trường phân tán. Được phát triển và duy trì bởi tổ chức có tên là Apache, Kafka thường được biết đến dưới tên gọi khác là Apache Kafka.
Trong việc công khai dữ liệu, Kafka thường được gọi là “producer” bởi bên gửi dữ liệu và được đặt tên là “consumer” khi bên nhận dữ liệu theo các chủ đề (topic).
Một trong những đặc điểm nổi bật của Kafka là khả năng truyền tải một lượng lớn thông điệp trong thời gian thực. Trong trường hợp bên nhận không thể tiếp nhận thông điệp, dữ liệu sẽ tự động lưu trữ trong hàng đợi và trên ổ đĩa. Đồng thời, để đảm bảo an toàn dữ liệu, thông điệp có thể được sao chép (replicate) trong các cụm (cluster) khác nhau, ngăn chặn tình trạng mất dữ liệu không mong muốn.
Kafka là message broker chạy trên hệ thống phân tán
Kafka stream là gì?
Kafka là một hệ thống streaming phân tán với khả năng mở rộng, đồng thời là một dự án mã nguồn mở. Dự án ban đầu được phát triển bởi Linkedin và sau đó trở thành một dự án mã nguồn mở thuộc Apache từ năm 2011.
Kafka Stream được lập trình bằng hai ngôn ngữ chính là Scala và Java, với mục tiêu cung cấp một nền tảng có độ trễ thấp và khả năng xử lý cao để đơn giản hóa việc xử lý dữ liệu từ các nguồn thời gian thực.
Cách hoạt động của Kafka là gì?
Kafka được xây dựng dựa trên mô hình subscribe/publish, tương tự như một số hệ thống message khác. Trong cấu trúc này, các ứng dụng gửi message tới node Kafka và các thông điệp này sẽ được xử lý bởi các ứng dụng gọi là consumers.
Khi messages được gửi đến node Kafka, chúng được lưu trữ trong một địa chỉ được gọi là “topic.” Consumers có thể đăng ký (subscribe) vào một topic và lắng nghe các messages. Các messages có thể chứa thông tin đa dạng như giá trị cảm biến, hoặc hành động của người dùng.
Topic trong Kafka có thể được xem như một danh mục, nơi mà các message được lưu trữ và đẩy vào. Đối với Kafka, đa số các topics có kích thước lớn, do đó không nên lưu trữ toàn bộ dữ liệu của một topic trên một node duy nhất. Thay vào đó, dữ liệu nên được chia thành nhiều partitions để cho phép việc subscribe đồng thời với một topic cụ thể.
Mỗi partition được đặt trên máy chủ riêng biệt, cho phép nhiều consumers đọc dữ liệu từ một topic đồng thời. Để tăng khả dụng của partition, mỗi partition sở hữu giá trị replicas riêng biệt.
Các khái niệm cần nắm rõ để hiểu rõ hơn Message Broker của Kafka
Để hiểu rõ được khái niệm Apache Kafka là gì, bạn đọc nên tham khảo những khái niệm sau để làm rõ.
- Producer: Kafka sẽ thực hiện phân loại, lưu message dựa theo topic sử dụng producer để thực hiện publish message vào các topic. Khi đó, dữ liệu sẽ được gửi đến partition của topic được lưu trữ trên Broker.
- Consumer: Các dữ liệu khi được truyền vào trong Kafka dựa theo topic ngay khi cần truyền dữ liệu cho các ứng dụng khác nhau. Khi đó, sẽ tạo ra những topic khác nhau.
Các nội dung trong Kafka
- Partition: Vị trí này là nơi dữ liệu xuất hiện dành cho một topic đã được lưu trữ. Topic thường sẽ bao gồm 1 hoặc nhiều partition. Khi đó, ở mỗi partition thì dữ liệu sẽ được lưu trữ một cách cố định và được gán cho một ID gọi là offset. Với một Kafka cluster thì một partition thường có thể sao chép ra nhiều bản khác nhau. Trong số đó, bản leader sẽ có nhiệm vụ đọc dữ liệu và những bản còn lại được gọi là follower. Nếu như bản leader này bị lỗi thì bản follower còn lại sẽ được làm leader thay thế. Trường hợp nếu như bạn muốn dùng nhiều consumer song song dữ liệu của một topic thì topic này buộc phải có nhiều partition.
- Broker: Kafka cluster được em là một set server và mỗi set này được gọi là 1 broker.
- Zookeeper: Được sử dụng để bố trí cung như quản lý lại các broker.
Tại sao bạn nên sử dụng Apache Kafka ngay hôm nay?
Bởi vì là dự án opensource nên Kafka đã được đóng gói rất hoàn chỉnh và có khả năng chịu lỗi vô cùng cao. Vì vậy, hiệu năng làm việc của Kafka rất tốt và có thể mở rộng dễ dàng nó mà không cần dừng hệ thống lại.
Hiện nay, Kafka được sử dụng nhiều vì sở hữu các use case sau:
- Kafka được dùng như một hệ thống message queue dùng để thay thế cho ActiveMQ hoặc RabbitMQ.
- Hỗ trợ theo dõi hoạt động của website (website activity monitoring).
- Stream Processing: Kafka là loại hệ thống thích hợp cho quá trình xử lý cho các dòng dữ liệu dựa theo thời gian thực. Nếu như dữ liệu của topic được bạn thêm mới vào sẽ được ghi ngay vào hệ thống và truyền tải đến cho bên nhận. Ngoài ra, Kafa còn là hệ thống có đặc tính duribility dữ liệu nên sẽ được lưu trữ an toàn cho đến khi bên nhận sẵn sàng nhận.
- Tổng hợp log (Log Aggregation).
- Thu thập các dữ liệu, tracking hành động của các người dùng (bao gồm page view, search action của user) rồi publish vào một topic rồi được xử lý khi cần thiết.
- Event – Sourcing: Lưu lại những trạng thái của hệ thống rồi thực hiện tái hiện lại trong trường hợp system bị down.
Nên bắt đầu với Apache Kafka như thế nào?
Apache Kafka, một hệ thống được xây dựng bằng Java, đặt ra quy trình triển khai dưới sự giám sát cận kề của Apache ZooKeeper. Bất kỳ hệ điều hành nào có khả năng chạy Java Virtual Machine (JVM) đều có thể dễ dàng triển khai cụm Apache Kafka.
Đối với những người dùng không muốn đối mặt với việc quản lý cơ sở hạ tầng, lựa chọn khôn ngoan là bắt đầu từ việc sử dụng dịch vụ Apache Kafka được quản lý trên đám mây. Trong ngữ cảnh này, IBM Bluemix cung cấp Message Hub, là một dịch vụ tin nhắn dựa trên đám mây được quản lý thông qua Apache Kafka.
Hướng dẫn làm việc với Kafka
Cloud Karafka là loại nền tảng phát trực tuyến khác nhau trong các đám mây công cộng và được thiết kế khối lượng công việc riêng cho Apache Kafka.
Aiven.io đã cung cấp Apache Kafka được lưu trữ cùng với InfluxDB, Elasticsearch, Grafana. Vì thế, nếu bạn là nhà phát triển Salesforce. com hoặc Heroku hiện có thì bạn hoàn toàn có thể tận dụng Apache Kafka ngay trên Heroku.
Ứng dụng của Kafka là gì?
Dưới đây là một số áp dụng hay ứng dụng phổ biến của Kafka mà ai cũng nên biết.
Stream processing
Bài toán này yêu cầu người dùng phải phân tích luồng dữ liệu bởi tốc độ cao. Nếu bạn muốn phân tích hành vi và xem sản phẩm của người dùng trên web thì cần phải ghi lại dưới dạng dữ liệu thô đơn giản như: click chuột, đơn hàng.
Hệ thống IoT
Ngày nay, Internet of Things (IoT) đã mở ra khả năng cho các thiết bị gửi dữ liệu thu thập được trực tiếp vào hệ thống máy chủ. Điều này mở ra một cơ hội để sử dụng Kafka nhằm nhận và xử lý dữ liệu thay vì phải tự phát triển các API tương ứng. Thông thường, dữ liệu được thu thập bởi các thiết bị có thể là Big Data, và do đó, việc chuyển giao dữ liệu này có thể xảy ra với tần suất lớn. Điều này đặt ra một thách thức về mặt xử lý và đáp ứng trong thời gian thực, và Kafka trở thành một giải pháp hữu ích để giải quyết vấn đề này.
Phân tích sự kiện và log
In Log trong quá trình hệ thống đang chạy đặc biệt quan trọng cho quá trình bảo trì. Nếu người dùng có nhu cầu phân tích các log thì nên đẩy dữ liệu log và Kafka.
Thực hiện chuyển đổi ngôn ngữ lập trình
Ứng dụng này được thiết kế để hỗ trợ việc chuyển đổi từ ngôn ngữ lập trình cấp thấp sang cấp cao. Phương pháp sử dụng share memory không đủ để tích hợp hiệu quả giữa hai ngôn ngữ lập trình khác nhau. Do đó, để giải quyết vấn đề này, giải pháp được đề xuất là đưa kết quả dữ liệu của chương trình vào hệ thống Kafka. Sau đó, chương trình mong muốn thực hiện chuyển đổi sẽ lắng nghe trên một chủ đề cụ thể, nhận dữ liệu từ đó và sau đó phân tích và xử lý thông tin tương ứng.
Ứng dụng của Kafka
Hướng dẫn dùng Kafka khi lập trình
Dưới đây là các dùng Kafka vắn tắt mà bạn có thể tham khảo và tiếp cận.
- Thực hiện cài đặt Zookeeper và Kafka vào máy. Khi đó, Kafka server sẽ chạy tại một địa chỉ nhất định.
- Cấu hình file config của Kafka sẽ làm việc tùy theo yêu cầu.
- Muốn gửi message lên Kafka với chương trình có vai trò là producer thì bạn nên tích hợp thư viện Kafka vào (việc tích hợp này cần dựa theo ngôn ngữ mà bạn đang lập trình).
- Với chương trình có vai trò consumer, bạn cần tích hợp Kafka client sao cho phù hợp với ngôn ngữ lập trình mà bạn đang viết. Cách này sẽ giúp kết nối đến địa chỉ mà Kafka server đang chạy hoặc truy vấn theo chủ đề.
Dưới đây là tất cả những thông tin về Kafka mà chúng tôi muốn chia sẻ với độc giả. Chúng tôi mong rằng, thông qua kiến thức này, bạn không chỉ có hiểu biết sâu sắc về Kafka mà còn có khả năng sử dụng nó một cách thành thạo trong công việc hàng ngày của mình.
