kafka的go客戶端，使用最多的應該是sarama，但以前老的sarama版本不支持消費者組的消費方式，所以大多數人都用sarama-cluster。
后來sarama支持了消費者組的消費方式，sarama-cluster也停止維護了，但網上關於sarama的消費者組的解析很少，且官方的樣例很簡單，所以這里分析一下。
一、官方樣例
官方樣例比較簡單：
1、通過 sarama.NewConfig 創建一個配置
2、通過 NewConsumerGroup 創建一個消費者組
3、通過 Consume 創建消費者組的會話，該函數的第三個參數即為該會話三個階段的回調： Setup Cleanup 和 ConsumeClaim ，分別在創建會話之前、會話結束之后 和 會話生存中（主要就是在此階段進行消息讀取）進行調用。
二、問題
1、當指定的topic在kafka中不存的時候，kafka會新建該topic，如果只想讓用戶消費已存在的topic，那么該如何獲取kafka中已經存在的topic？
2、 setup 和 Cleanup 的調用流程是怎樣的？會在哪些情況下被調用？
3、既然是消費者組，那如何查看組里某個消費者擁有哪些topic和partition？
4、如何使用指定的 offset 來消費某個 topic ？
5、如何實現消費的 Exactly-once？
注：以上測試使用的示例代碼是自己寫的樣例代碼的部分內容，完整的樣例代碼見文章最后
三、分析
1、在 sarama 中，獲取 topic 的接口在 Client interface 中，所以需要先通過 NewClient 接口創建一個 client，然后就可以通過該 client 的 Topics 接口獲取到 kafka 中所有的 topic。但消費者組使用的類型是 ConsumerGroup ，那該如何獲取該類型呢？sarama 中提供 NewConsumerGroupFromClient 接口，可以從一個現存的 client 創建一個 ConsumerGroup ，所以，修改后的流程，由原先的 NewConsumerGroup 直接創建，變成：
a、使用 NewClient 創建一個 client
b、使用 NewConsumerGroupFromClient 創建 ConsumerGroup 。
具體代碼實現如下：
// 創建client
newClient, err := sarama.NewClient(brokers, config)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 獲取所有的topic
topics, err := newClient.Topics()
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
log.Info("topics: ", topics)
// 根據client創建consumerGroup
client, err := sarama.NewConsumerGroupFromClient(k.group, newClient)
if err != nil {
log.Fatalf("Error creating consumer group client: %v", err)
}
這么做的好處就是：可以使用 client 的接口，獲取一些信息，例如 kafka 的當前配置有哪些，controller 有哪些，brokers 有哪些，topic 總共有哪些，特定的 topic 有哪些 partitions，partition 當前的 offset 是多少 等等，具體功能可查看 Client interface ：
type Client interface {
// Config returns the Config struct of the client. This struct should not be
// altered after it has been created.
Config() *Config
// Controller returns the cluster controller broker. It will return a
// locally cached value if it's available. You can call RefreshController
// to update the cached value. Requires Kafka 0.10 or higher.
Controller() (*Broker, error)
// RefreshController retrieves the cluster controller from fresh metadata
// and stores it in the local cache. Requires Kafka 0.10 or higher.
RefreshController() (*Broker, error)
// Brokers returns the current set of active brokers as retrieved from cluster metadata.
Brokers() []*Broker
......
}
2、 setup 、 Cleanup 和 ConsumeClaim 是 s.handler.ConsumeClaim 的三個接口，需要用戶自己實現。可以簡單理解為：當需要創建一個會話時，先運行 setup ，然后在 ConsumerClaim 中處理消息，最后運行 Cleanup 。
setup 會在一個新會話開始之前運行，且也在 ConsumerClaim 接口之前運行。調用流程為： Consume —> newSession —> newConsumerGroupSession —> handler.Setup 。
在調用了 Setup 之后，后面會創建一個協程，該協程里面其實調用的就是 ConsumeClaim 接口，所以我們實現的 ConsumerClaim 其實是一個單獨的協程，其調用流程為： Consume —> newSession —> newConsumerGroupSession —> consume —> s.handler.ConsumeClaim 。
Cleanup 會在一個會話結束的時候運行。調用流程為：Consume —>release —> s.handler.Cleanup 。
了解了調用流程之后，哪些情況又會調用到他們呢？—> 1、新建consumeGroup的時候。2、發生rebalance的時候。
我們可以在setup和cleanup中加一個打印：
func (k *Kafka) Setup(session sarama.ConsumerGroupSession) error {
log.Info("setup")
close(k.ready)
return nil
}
func (k *Kafka) Cleanup(sarama.ConsumerGroupSession) error {
log.Info("cleanup")
return nil
}
然后啟動一個consumer，可以觀察到打印：
INFO[0000] setup
然后按 Ctrl + C 關閉 consumer，可以觀察到打印：
INFO[0101] cleanup
說明新建consumer然后退出時，會調用 setup 和 cleanup。
我們再試一下發生rebalance的情況：先啟動一個consumer，然后再啟動一個同一組的consumer，可以看到打印為：
第一個啟動的 consumer 打印為：
INFO[0000] setup
INFO[0006] cleanup
INFO[0006] setup
第二個啟動的 consumer 打印為：
INFO[0002] setup
說明在發生 reblance 的時候，會先關閉原先的會話，並調用 cleanup，然后再調用 setup，最后生成一個新的會話。
3、在 ConsumerGroupSession 接口中，有一個 Claims 接口，可以用來查看當前 consumer 被分配到哪些 topic 和 partition。我們可以在 Setup 接口中進行打印：
func (k *Kafka) Setup(session sarama.ConsumerGroupSession) error {
log.Info("setup")
log.Info(session.Claims())
close(k.ready)
return nil
}
這里使用 range 分區策略，訂閱的topic為t1p4和t2p4，每個topic都有4個分區，然后創建3個consumer，產生的打印為：
consumer1:
INFO[0000] setup
INFO[0000] map[t1p4:[0 1 2 3] t2p4:[0 1 2 3]]
INFO[0009] cleanup
INFO[0009] setup
INFO[0009] map[t1p4:[0 1] t2p4:[2 3]]
INFO[0015] cleanup
INFO[0015] setup
INFO[0015] map[t1p4:[0] t2p4:[3]]
consumer2:
INFO[0002] setup
INFO[0002] map[t1p4:[2 3] t2p4:[0 1]]
INFO[0009] cleanup
INFO[0009] setup
INFO[0009] map[t1p4:[1 2] t2p4:[0]]
consumer3:
INFO[0000] setup
INFO[0000] map[t1p4:[3] t2p4:[1 2]]
當只有consumer1的時候，它被分配到所有的分區： t1p4:[0 1 2 3] t2p4:[0 1 2 3]。
當consumer2加入的時候，consumer1被分配的是： t1p4:[0 1] t2p4:[2 3]， consumer2被分配的是： t1p4:[2 3] t2p4:[0 1] 。
當consumer3加入的時候，consumert1被分配的是： t1p4:[0] t2p4:[3] ，consumer2被分配的是： t1p4:[1 2] t2p4:[0]， consumer3被分配的是： t1p4:[3] t2p4:[1 2] 。
有興趣的可以再依次刪除consumer1，consumer2。
4、kafka的config配置中，指定消費的offset只有兩個： OffsetNewest 和 OffsetOldest ，如果想指定 offset 進行消費，該怎么做呢？
前面說過， Setup 是運行在會話最一開始的地方，且這個時候已經能夠獲取到所有的 topic 和 partition，所以這里可以使用 ConsumerGroupSession 的 ResetOffset 接口進行設置，具體實現如下：（這里使用的主題：t2p4 已存在，且0分區中的offset已經到18）
func (k *Kafka) Setup(session sarama.ConsumerGroupSession) error {
log.Info("setup")
session.ResetOffset("t2p4", 0, 13, "")
log.Info(session.Claims())
close(k.ready)
return nil
}
func (k *Kafka) ConsumeClaim(session sarama.ConsumerGroupSession, claim sarama.ConsumerGroupClaim) error {
for message := range claim.Messages() {
log.Infof("[topic:%s] [partiton:%d] [offset:%d] [value:%s] [time:%v]",
message.Topic, message.Partition, message.Offset, string(message.Value), message.Timestamp)
session.MarkMessage(message, "")
}
return nil
}
此時，無論運行多少次，都可以消費 13 到 18 之間的消息：
INFO[0000] setup
INFO[0000] map[t1p4:[0 1 2 3] t2p4:[0 1 2 3]]
INFO[0000] [topic:t2p4] [partiton:0] [offset:13] [value:a] [time:2021-10-12 23:02:35.058 -0400 EDT]
INFO[0000] [topic:t2p4] [partiton:0] [offset:14] [value:b] [time:2021-10-12 23:02:35.087 -0400 EDT]
INFO[0000] [topic:t2p4] [partiton:0] [offset:15] [value:c] [time:2021-10-12 23:02:35.092 -0400 EDT]
INFO[0000] [topic:t2p4] [partiton:0] [offset:16] [value:d] [time:2021-10-12 23:03:18.882 -0400 EDT]
INFO[0000] [topic:t2p4] [partiton:0] [offset:17] [value:e] [time:2021-10-12 23:03:18.898 -0400 EDT]
INFO[0000] [topic:t2p4] [partiton:0] [offset:18] [value:f] [time:2021-10-12 23:03:18.903 -0400 EDT]
5、前面已經分析了 Setup 的調用流程，以及可以在 Setup 中可以做的事情，那么就可以手動記錄 topic 的 offset 到磁盤中（比如文本、數據庫等），在 Setup 的接口中，讀取之前記錄的 offset ，通過 ResetOffset 接口進行重新設置即可。當然，更新 offset 與 消息處理這部分的一致性，需要業務自己保證（例如使用數據庫的事務來實現）。
四、完整樣例代碼
package main
import (
"context"
"os"
"os/signal"
"sync"
"syscall"
"github.com/Shopify/sarama"
log "github.com/sirupsen/logrus"
)
type Kafka struct {
brokers []string
topics []string
startOffset int64
version string
ready chan bool
group string
channelBufferSize int
assignor string
}
var brokers = []string{"192.168.1.101:9092"}
var topics = []string{"t1p4", "t2p4"}
var group = "grp1"
var assignor = "range"
func NewKafka() *Kafka {
return &Kafka{
brokers: brokers,
topics: topics,
group: group,
channelBufferSize: 1000,
ready: make(chan bool),
version: "2.8.0",
assignor: assignor,
}
}
func (k *Kafka) Connect() func() {
log.Infoln("kafka init...")
version, err := sarama.ParseKafkaVersion(k.version)
if err != nil {
log.Fatalf("Error parsing Kafka version: %v", err)
}
config := sarama.NewConfig()
config.Version = version
// 分區分配策略
switch assignor {
case "sticky":
config.Consumer.Group.Rebalance.Strategy = sarama.BalanceStrategySticky
case "roundrobin":
config.Consumer.Group.Rebalance.Strategy = sarama.BalanceStrategyRoundRobin
case "range":
config.Consumer.Group.Rebalance.Strategy = sarama.BalanceStrategyRange
default:
log.Panicf("Unrecognized consumer group partition assignor: %s", assignor)
}
config.Consumer.Offsets.Initial = sarama.OffsetNewest
config.ChannelBufferSize = k.channelBufferSize // channel長度
// 創建client
newClient, err := sarama.NewClient(brokers, config)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 獲取所有的topic
topics, err := newClient.Topics()
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
log.Info("topics: ", topics)
// 根據client創建consumerGroup
client, err := sarama.NewConsumerGroupFromClient(k.group, newClient)
if err != nil {
log.Fatalf("Error creating consumer group client: %v", err)
}
ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
wg := &sync.WaitGroup{}
wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
for {
if err := client.Consume(ctx, k.topics, k); err != nil {
// 當setup失敗的時候，error會返回到這里
log.Errorf("Error from consumer: %v", err)
return
}
// check if context was cancelled, signaling that the consumer should stop
if ctx.Err() != nil {
log.Println(ctx.Err())
return
}
k.ready = make(chan bool)
}
}()
<-k.ready
log.Infoln("Sarama consumer up and running!...")
// 保證在系統退出時，通道里面的消息被消費
return func() {
log.Info("kafka close")
cancel()
wg.Wait()
if err = client.Close(); err != nil {
log.Errorf("Error closing client: %v", err)
}
}
}
// Setup is run at the beginning of a new session, before ConsumeClaim
func (k *Kafka) Setup(session sarama.ConsumerGroupSession) error {
log.Info("setup")
session.ResetOffset("t2p4", 0, 13, "")
log.Info(session.Claims())
// Mark the consumer as ready
close(k.ready)
return nil
}
// Cleanup is run at the end of a session, once all ConsumeClaim goroutines have exited
func (k *Kafka) Cleanup(sarama.ConsumerGroupSession) error {
log.Info("cleanup")
return nil
}
// ConsumeClaim must start a consumer loop of ConsumerGroupClaim's Messages().
func (k *Kafka) ConsumeClaim(session sarama.ConsumerGroupSession, claim sarama.ConsumerGroupClaim) error {
// NOTE:
// Do not move the code below to a goroutine.
// The `ConsumeClaim` itself is called within a goroutine, see:
// https://github.com/Shopify/sarama/blob/master/consumer_group.go#L27-L29
// 具體消費消息
for message := range claim.Messages() {
log.Infof("[topic:%s] [partiton:%d] [offset:%d] [value:%s] [time:%v]",
message.Topic, message.Partition, message.Offset, string(message.Value), message.Timestamp)
// 更新位移
session.MarkMessage(message, "")
}
return nil
}
func main() {
k := NewKafka()
c := k.Connect()
sigterm := make(chan os.Signal, 1)
signal.Notify(sigterm, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
select {
case <-sigterm:
log.Warnln("terminating: via signal")
}
c()
}