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Kafka无法消费?!我的分布式消息服务Kafka却稳如泰山!

  在一个月黑风高的夜晚,突然收到现网生产环境 Kafka 消息积压的告警,梦中惊醒啊,马上起来排查日志。

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问题现象:消费请求卡死在查找 Coordinator

Coordinator 为何物? Coordinator 用于管理 Consumer Group 中各个成员,负责消费 offset 位移管理和 Consumer Rebalance 。 Consumer 在消费时必须先确认 Consumer Group 对应的 Coordinator ,随后才能 join Group ,获取对应的 topic partition 进行消费。

那如何确定 Consumer Group 的 Coordinator 呢?分两步走:

1 、一个 Consumer Group 对应一个 __consumers_offsets 的分区,首先先计算 Consumer Group 对应的 __consumers_offsets 的分区,计算公式如下:

__consumers_offsets partition# = Math.abs(groupId.hashCode() % groupMetadataTopicPartitionCount ,其中 groupMetadataTopicPartitionCount 由 offsets.topic.num.partitions 指定。

2 、 1 中计算的该 partition 的 leader 所在的 broker 就是被选定的 Coordinator 。

定位过程

Coordinator 节点找到了,现在看看 Coordinator 是否有问题:

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不出所料, Coordinator 对应分区 Leader 为 -1 ,消费端程序会一直等待,直到 Leader 选出来为止,这就直接导致了消费卡死。

为啥 Leader 无法选举? Leader 选举是由 Controller 负责的。 Controller 节点负责管理整个集群中分区和副本的状态,比如 partition 的 Leader 选举, topic 创建,副本分配, partition 和 replica 扩容等。现在我们看看 Controller 的日志:

1.          6 月 10 日 15:48:30,006 秒 Broker 1 成为 controller

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此时感知的节点为 1 和 2 ,节点 3 在 zk 读不出来:

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31 秒 847 的时候把 __consumer_offsets 的分区 3 的 Leader 选为 1 , ISR 为 [1,2] , leader_epoch 为 14 :

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再过 1 秒后才感知到 Controller 发生变化,自身清退

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2.          Broker 2 在其后几百毫秒后 (15:48:30,936) 也成为 Controller

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但是 Broker2  是感知到 Broker 3 节点是活的,日志如下 :

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注意这个时间点, Broker1 还没在 zk 把 __consumer_offsets 的分区 3 的 Leader 从节点 3 改为 1 ,这样 Broker 2 还认为 Broker 3 是 Leader ,并且 Broker 3 在它认为是活的,所以不需要重新选举 Leader 。这样一直保持了相当长的时间,即使 Broker 1 已经把这个分区的 Leader 切换了,它也不感知。

3.          Broker 2 在 12 号的 21:43:19 又感知 Broker 1 网络中断,并处理节点失败事件:

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因为 Broker 2 内存中认为 __consumer_offsets 分区 3 的 Leader 是 broker 3 ,所以不会触发分区 3 的 Leader 切换。

Broker 2 但是在处理失败的节点 Broker 1 时,会把副本从 ISR 列表中去掉,去掉前会读一次 zk ,代码如下:

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但是发现 zk 中分区 3 的 Leader 已经变为 1 , ISR 列表为 [1,2] ,当要去掉的节点 1 就是 Leader 的时候, Leader 就会变为 -1 ,  ISR 只有 [2] ,从日志也可以看到:

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这样分区 3  的 Leader 一直为 -1 ,直到有新的事件触发节点 2 重新选举才能恢复(例如重启某个节点)。

根因总结

出现网络异常后,由于新老 controller 之间感知的可用节点不同,导致新 controller 对某个分区的 Leader 在内存中的信息与 zk 记录元数据的信息不一致,导致 controller 选举流程出现错误,选不出 Leader 。   需要有新的选举事件才能触发 Leader 选出来,例如重启。

问题总结

这是一个典型的由于网络异常导致脑裂,进而出现了多个 Controller ,菊厂分布式消息服务 Kafka( https://www.huaweicloud.com/product/dmskafka.html ) 经过电信级的可靠性验证,已经完美解决了这些问题 。

 


当前题目:Kafka无法消费?!我的分布式消息服务Kafka却稳如泰山!
文章源于:http://cdxtjz.com/article/jsgdgd.html

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