kafka:消息引擎系统
Kafka 的标准定位是分布式流式处理平台（Kafka 0.10.0.0 版本正式推 出了 Kafka Streams ，即流式处理组件 。自 此Kafka 正式成为了 个流式处理框架，而不仅仅是 消息引擎了。 ）
消息引擎系统的两个重要因素：消息设计 + 传输协议设计
消息设计：即结构化消息，如soap的xml格式，webservcie的json，kafka采用二进制；
传输协议设计：主流的有AMQP，webservice,RPC中有阿里的dubbo，kafka自己设计了一套二进制消息传输协议；
消息引擎范型：消息队列模型（queue\sender\receiver\p2p）、发布/订阅模型(pub/sub/topic)
kafka的设计理念：
吞吐量/延时（高并发性）；
消息持久化（高可靠性）；
负载均衡和故障转移（高可用性）；
伸缩性；
一、kafka的高吞吐量、低延时
采用了追加写入消息的方式，即只能在日志文件末尾追加写入的新消息，且不允许修改已写入的消息，因此它属于典型的磁盘顺序访问型操作，在实际操作中可以很轻松的做到每秒写入几万甚至几十万条消息。
如果我
们监控
一个经过良好调优的
Kafka 生产集群便
可以发现，即使是那些有负载的
Kafka 服务器，其磁盘的读操作也很少，这是因为大部分的消 息读取操作会直接命中页缓存。
二、持久化：
普通的系统在实现持久化时可能会先尽量 使用内存，当内存资源耗尽时，再
次性地把数据“刷盘”；而
Kafka
则反其道而行之，
有数据都会立即被写入文件系统的持久化日志中，之后
Kafka 服务器才会返回结果给客户端通 知它们消息已被成功写入。这样做既实时保存了数据，又减少了
Kafka 程序对于内存的消耗， 从而将节省出的内存留给页缓存使用，更进一步地提升了整体性能
三、
负载均衡和故障转移
Kafka
实现负载均衡实际上是通过智能化的分区领导者选举（
partition
leader
election
）
选举算法，可以在集群的所有机器上以均
会分散各个
partition
leader
，从而整体上实现了负载均衡；
Kafka
服务器支持故障转移的方式就是使用会话机制
。每
Kafka 服务器启动后会以会话的形式把自己注册到
Zoo
Keeper
服务器上
。一旦该
服务器运转出现问题，与 ZooKeeper
的会话便不能维持从而超时失效，此时
Kafka 集群
会选举出另一台服务器来完全代替这台服务器继续提供服务。
四、伸缩性
伸缩性表示向分布式系统中增加额外的计算资源（比如
CPU 、内存、存储或带宽）时吞吐量提升的能力，阻碍线性扩容的
个很常见的因素就是状态的保存。
每台
Kafka
务器上的状态统一交由
Zoo
Keeper 保管
扩展
Kafka
集群也只需要
一步
：启动新的
Kafka
服务器即可
。当
然这里需要言明的是，在 Kafka 服务器上并不是所有状态都不保存，它只保存了很轻量级的内部状态，因此在整个集群 间维护状态
致性的代价是很低的。
四个基本概念：消息、topic、partition、replica
1、消息（Kafka 使用紧凑的二进制字节数组来保存上面这些字段， 也就是说没有任何多余的比特位浪费）
2、topic(主题，代表一类消息)
topic-partition-message
三级结构来分散负载
3、partition（分区）
partition 实际上并没有太多的业务含义，它的引入就是单纯地为 了提升系统的吞吐量，因此在创建
Kafka
topic 的时候可以根据集群实际配置设置具体的 partition
数，
实现整
体性能的
最大。
Kafka
中的 条消息其实就是一个 <topic,partition,offset>
三元组（阳
ple
），通过该元组值我们可以在
Kafka
集群中找到唯
对应的
那条消息。
4、replica(副本)
它们存在的唯一目的就是防止数据丢失
副本分为两类：领导者副本(leader replica) 追随者副本(follower replica)
follower replica是不能提供服务给客户端的，也就是说不负责响应客户端发过来的消息写入与消息消费请求，它只是被动的向领导者副本获取数据，如果leader replica所在的broker宕机，kafka会从剩下的replica中选举新的leader继续提供服务
ISR：in-sync-replica ，就是一组与leader replica保持同步的replica集合。
因为各种原因，一小部分replica开始落后于leader replica的进度，当滞后到一定程度时，kafka会将其踢出ISR，相反地，当这些replica重新追上leader replica的进度时，那么leader replica又会将其加入到ISR中。这一切都是自动维护的
客户端：producer 、consumer
服务端：broker