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隨筆 20241025 Kafka数据一致性的韭菜比喻

        在Kafka中,数据一致性是通过Leader和Follower副本之间的协调来实现的。为了更容易理解这个复杂的概念,我们可以用韭菜作为比喻。

韭菜的角色
  • Leader韭菜:代表数据的主导者,它负责更新和维护最新的数据。
  • Follower韭菜:跟随在Leader韭菜旁边,确保它们的状态与Leader保持一致。
数据一致性的两种情况
  1. Leader韭菜标记了Epoch

    • 当Leader韭菜决定标记一个新的Epoch时,它会把超过这个标记高度的部分割掉。
    • 所有的Follower韭菜也需要执行相同的操作,割掉自己超出Leader韭菜新标记高度的部分。这样,所有的韭菜就能保持长度一致,从而确保数据一致性。
  2. Leader韭菜没有标记Epoch

    • 如果Leader韭菜没有标记Epoch,那么它的高度就成为“高水位”。
    • 在这种情况下,所有韭菜(副本)会根据 最矮的(副本)韭菜的高度来调整自己的高度,割掉自己超过最矮(副本)韭菜的部分。这样,所有的韭菜同样能保持高度一致,确保数据的一致性。其實就是木桶效應
    • 为了提升数据的一致性,Kafka引入了高水位(HW :High Watermark)机制,Kafka在不同的副本之间维护了一个水位线的机制(其实也是一个偏移量的概念),消费者只能读取到水位线以下的的数据。这就是所谓的木桶理论:木桶中容纳水的高度,只能是水桶中最短的那块木板的高度。这里将整个分区看成一个木桶,其中的数据看成水,而每一个副本就是木桶上的一块木板,那么这个分区(木桶)可以被消费者消费的数据(容纳的水)其实就是数据最少的那个副本的最后数据位置(木板高度)。
总结

        通过以上的比喻,我们可以清楚地看到,Kafka如何利用Leader和Follower的机制,确保数据的一致性。无论是通过Epoch的标记,还是通过高水位的标准,所有副本都能够保持在同一高度上,从而确保数据的一致性。这种机制的高效性使得Kafka在处理大规模数据时,能够保持高可靠性和一致性。

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