如何使用 Avro 二进制编码器对 Kafka 消息进行编码/解码？

Question

我正在尝试使用 Avro 来读取/写入 Kafka 的消息。有谁有使用 Avro 二进制编码器对将放入消息队列的数据进行编码/解码的示例吗？

与 Kafka 部分相比，我更需要 Avro 部分。或者，也许我应该考虑不同的解决方案？基本上，我试图找到一个在空间方面更有效的 JSON 解决方案。刚刚提到 Avro 是因为它比 JSON 更紧凑。

Answer 1

这是一个基本示例。我还没有尝试过多个分区/主题。

//示例生产者代码

import org.apache.avro.Schema;
import org.apache.avro.generic.GenericData;
import org.apache.avro.generic.GenericRecord;
import org.apache.avro.io.*;
import org.apache.avro.specific.SpecificDatumReader;
import org.apache.avro.specific.SpecificDatumWriter;
import org.apache.commons.codec.DecoderException;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import kafka.javaapi.producer.Producer;
import kafka.producer.KeyedMessage;
import kafka.producer.ProducerConfig;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.Properties;


public class ProducerTest {

    void producer(Schema schema) throws IOException {

        Properties props = new Properties();
        props.put("metadata.broker.list", "0:9092");
        props.put("serializer.class", "kafka.serializer.DefaultEncoder");
        props.put("request.required.acks", "1");
        ProducerConfig config = new ProducerConfig(props);
        Producer<String, byte[]> producer = new Producer<String, byte[]>(config);
        GenericRecord payload1 = new GenericData.Record(schema);
        //Step2 : Put data in that genericrecord object
        payload1.put("desc", "'testdata'");
        //payload1.put("name", "अasa");
        payload1.put("name", "dbevent1");
        payload1.put("id", 111);
        System.out.println("Original Message : "+ payload1);
        //Step3 : Serialize the object to a bytearray
        DatumWriter<GenericRecord>writer = new SpecificDatumWriter<GenericRecord>(schema);
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        BinaryEncoder encoder = EncoderFactory.get().binaryEncoder(out, null);
        writer.write(payload1, encoder);
        encoder.flush();
        out.close();

        byte[] serializedBytes = out.toByteArray();
        System.out.println("Sending message in bytes : " + serializedBytes);
        //String serializedHex = Hex.encodeHexString(serializedBytes);
        //System.out.println("Serialized Hex String : " + serializedHex);
        KeyedMessage<String, byte[]> message = new KeyedMessage<String, byte[]>("page_views", serializedBytes);
        producer.send(message);
        producer.close();

    }


    public static void main(String[] args) throws IOException, DecoderException {
        ProducerTest test = new ProducerTest();
        Schema schema = new Schema.Parser().parse(new File("src/test_schema.avsc"));
        test.producer(schema);
    }
}

//示例消费者代码

第 1 部分：消费者组代码​​：因为您可以为多个分区/主题拥有多个消费者。

import kafka.consumer.ConsumerConfig;
import kafka.consumer.KafkaStream;
import kafka.javaapi.consumer.ConsumerConnector;

import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by  on 9/1/15.
 */
public class ConsumerGroupExample {
   private final ConsumerConnector consumer;
   private final String topic;
   private ExecutorService executor;

   public ConsumerGroupExample(String a_zookeeper, String a_groupId, String a_topic){
      consumer = kafka.consumer.Consumer.createJavaConsumerConnector(
              createConsumerConfig(a_zookeeper, a_groupId));
      this.topic = a_topic;
   }

   private static ConsumerConfig createConsumerConfig(String a_zookeeper, String a_groupId){
       Properties props = new Properties();
       props.put("zookeeper.connect", a_zookeeper);
       props.put("group.id", a_groupId);
       props.put("zookeeper.session.timeout.ms", "400");
       props.put("zookeeper.sync.time.ms", "200");
       props.put("auto.commit.interval.ms", "1000");

       return new ConsumerConfig(props);
   }

    public void shutdown(){
         if (consumer!=null) consumer.shutdown();
        if (executor!=null) executor.shutdown();
        System.out.println("Timed out waiting for consumer threads to shut down, exiting uncleanly");
        try{
          if(!executor.awaitTermination(5000, TimeUnit.MILLISECONDS)){

          }
        }catch(InterruptedException e){
            System.out.println("Interrupted");
        }

    }


    public void run(int a_numThreads){
        //Make a map of topic as key and no. of threads for that topic
        Map<String, Integer> topicCountMap = new HashMap<String, Integer>();
        topicCountMap.put(topic, new Integer(a_numThreads));
        //Create message streams for each topic
        Map<String, List<KafkaStream<byte[], byte[]>>> consumerMap = consumer.createMessageStreams(topicCountMap);
        List<KafkaStream<byte[], byte[]>> streams = consumerMap.get(topic);

        //initialize thread pool
        executor = Executors.newFixedThreadPool(a_numThreads);
        //start consuming from thread
        int threadNumber = 0;
        for (final KafkaStream stream : streams) {
            executor.submit(new ConsumerTest(stream, threadNumber));
            threadNumber++;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        String zooKeeper = args[0];
        String groupId = args[1];
        String topic = args[2];
        int threads = Integer.parseInt(args[3]);

        ConsumerGroupExample example = new ConsumerGroupExample(zooKeeper, groupId, topic);
        example.run(threads);

        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException ie) {

        }
        example.shutdown();
    }


}

第 2 部分：实际消费消息的个人消费者。

import kafka.consumer.ConsumerIterator;
import kafka.consumer.KafkaStream;
import kafka.message.MessageAndMetadata;
import org.apache.avro.Schema;
import org.apache.avro.generic.GenericRecord;
import org.apache.avro.generic.IndexedRecord;
import org.apache.avro.io.DatumReader;
import org.apache.avro.io.Decoder;
import org.apache.avro.io.DecoderFactory;
import org.apache.avro.specific.SpecificDatumReader;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class ConsumerTest implements Runnable{

    private KafkaStream m_stream;
    private int m_threadNumber;

    public ConsumerTest(KafkaStream a_stream, int a_threadNumber) {
        m_threadNumber = a_threadNumber;
        m_stream = a_stream;
    }

    public void run(){
        ConsumerIterator<byte[], byte[]>it = m_stream.iterator();
        while(it.hasNext())
        {
            try {
                //System.out.println("Encoded Message received : " + message_received);
                //byte[] input = Hex.decodeHex(it.next().message().toString().toCharArray());
                //System.out.println("Deserializied Byte array : " + input);
                byte[] received_message = it.next().message();
                System.out.println(received_message);
                Schema schema = null;
                schema = new Schema.Parser().parse(new File("src/test_schema.avsc"));
                DatumReader<GenericRecord> reader = new SpecificDatumReader<GenericRecord>(schema);
                Decoder decoder = DecoderFactory.get().binaryDecoder(received_message, null);
                GenericRecord payload2 = null;
                payload2 = reader.read(null, decoder);
                System.out.println("Message received : " + payload2);
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                System.out.println(e);
            }
        }

    }


}

测试 AVRO 模式：

{
    "namespace": "xyz.test",
     "type": "record",
     "name": "payload",
     "fields":[
         {
            "name": "name", "type": "string"
         },
         {
            "name": "id",  "type": ["int", "null"]
         },
         {
            "name": "desc", "type": ["string", "null"]
         }
     ]
}

需要注意的重要事项是：

1. 您需要标准的 kafka 和 avro jar 才能开箱即用地运行此代码。

2. 非常重要 props.put("serializer.class", "kafka.serializer.DefaultEncoder");
   不要使用 stringEncoder，因为如果您将字节数组作为消息发送，它将无法工作。

3. 您可以将 byte[] 转换为十六进制字符串并将其发送，然后在消费者上将十六进制字符串重新转换为 byte[]，然后转换为原始消息。

4. 按照此处提到的方式运行动物园管理员和代理：- http://kafka.apache.org/documentation.html#快速入门并创建一个名为“page_views”的主题或任何您想要的内容。

5. 运行 ProducerTest.java，然后运行 ​​ConsumerGroupExample.java，查看正在生成和使用的 avro 数据。

Answer 2

我终于记得询问 Kafka 邮件列表并得到以下答案，效果非常好。

是的，您可以将消息作为字节数组发送。如果你看一下构造函数
Message 类的，你会看到 -

def this(字节:数组[字节])

现在，看看 Producer send() API -

def send(生产者数据：生产者数据[K,V]*)

您可以将 V 设置为 Message 类型，将 K 设置为您想要的密钥类型。
如果您不关心使用密钥进行分区，请将其设置为 Message
也键入。

谢谢，
内哈

Answer 3

如果你想从 Avro 消息中获取字节数组（kafka 部分已经回答），请使用二进制编码器：

    GenericDatumWriter<GenericRecord> writer = new GenericDatumWriter<GenericRecord>(schema); 
    ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream(); 
    try {
        Encoder e = EncoderFactory.get().binaryEncoder(os, null); 
        writer.write(record, e); 
        e.flush(); 
        byte[] byteData = os.toByteArray(); 
    } finally {
        os.close(); 
    }

Answer 4

除了 Avro，您还可以简单地考虑压缩数据；要么使用 gzip（压缩效果好，CPU 更高），要么使用 LZF 或 Snappy（压缩速度更快，但压缩速度稍慢）。

或者还有 Smile 二进制 JSON，由 Jackson 在 Java 中支持（带有 这个扩展)：它是紧凑的二进制格式，比 Avro 更容易使用：

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(new SmileFactory());
byte[] serialized = mapper.writeValueAsBytes(pojo);
// or back
SomeType pojo = mapper.readValue(serialized, SomeType.class);

基本上与 JSON 相同的代码，除了用于传递不同的格式工厂。
从数据大小的角度来看，Smile 还是 Avro 更紧凑取决于用例的细节；但两者都比 JSON 更紧凑。

这样做的好处是，它可以快速使用 JSON 和 Smile，使用相同的代码，仅使用 POJO。与 Avro 相比，Avro 要么需要代码生成，要么需要大量手动代码来打包和解包 GenericRecord。

Answer 5

更新了答案。

Kafka 有一个带有 Maven（SBT 格式）坐标的 Avro 序列化器/反序列化器：

  "io.confluent" % "kafka-avro-serializer" % "3.0.0"

您将 KafkaAvroSerializer 的实例传递到 KafkaProducer 构造函数中。

然后，您可以创建 Avro GenericRecord 实例，并将它们用作 Kafka ProducerRecord 实例中的值，您可以使用 KafkaProducer 发送这些值。

在 Kafka 消费者端，您使用 KafkaAvroDeserializer 和 KafkaConsumer。