持续总结中！2024年面试必问 20 道 Kafka面试题（六）

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十一、Zookeeper 对于 Kafka 的作用是什么？

Apache ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，它为分布式应用提供一致性服务，如配置管理、分布式同步和组服务等。在Apache Kafka中，ZooKeeper扮演着至关重要的角色，以下是ZooKeeper在Kafka中的主要作用：

集群管理：ZooKeeper帮助Kafka管理集群的元数据信息，包括Broker列表、主题信息、分区信息以及副本信息等。
Controller选举：在Kafka集群中，有一个Broker节点被选举为Controller，负责管理分区领导者的选举、分区重分配以及监控集群状态等任务。ZooKeeper提供了选举机制，以确保在任何时候都有一个Broker作为Controller。
消费者偏移量管理：Kafka使用ZooKeeper来存储消费者偏移量信息，这是消费者组中消费者读取消息的位置。ZooKeeper确保所有消费者组的成员都能访问到最新的偏移量信息，并且在消费者组重新平衡时能够正确地处理偏移量。
消费者组协调：ZooKeeper协调消费者组的行为，包括选举消费者组的组长（Group Leader），以及处理消费者组的成员变化和再平衡过程。
Broker注册：每个Broker在启动时都会向ZooKeeper注册自己的信息，包括Broker ID、所持有的分区等。这样，Controller和其他组件可以通过ZooKeeper获取到Broker的状态。
动态配置：Kafka允许动态地修改配置，如增加分区数、修改副本因子等。这些配置信息会存储在ZooKeeper中，以确保集群中的所有节点都能访问到最新的配置。
监控和健康检查：ZooKeeper提供了监控集群状态的功能，可以检测Broker节点的存活状态，确保集群的健康运行。
事务管理：在Kafka的事务性消息处理中，ZooKeeper用于协调事务的提交和回滚操作。
权限控制：如果Kafka启用了ACL（Access Control List，访问控制列表），ZooKeeper可以用于存储和管理这些权限规则。
集群扩展：当需要扩展Kafka集群时，新的Broker节点会向ZooKeeper注册自己的信息，以便被集群接纳并分配工作。

尽管ZooKeeper为Kafka提供了重要的协调功能，但它也带来了一些挑战，如单点性能瓶颈、复杂性增加等。因此，Kafka社区一直在努力减少对ZooKeeper的依赖，例如在Kafka 2.8版本中引入了Raft协议作为控制器选举的替代方案，以减少对ZooKeeper的依赖。随着Kafka的不断发展，未来可能会有更多减少对ZooKeeper依赖的改进。

十二、Kafka的日志压缩和清理机制是如何工作的？

Kafka的日志压缩和清理机制是其高效存储和消息管理的关键组成部分。这些机制确保Kafka可以处理大量数据，同时控制存储成本和维护消息的有序性。以下是Kafka日志压缩和清理机制的详细说明：

日志压缩机制：

日志分段：Kafka将日志分割成多个段（Segment），每个段由两个文件组成：一个是数据文件（.log），用于存储消息数据；另一个是索引文件（.index），用于快速定位消息。
时间或大小触发：每个段文件都有一个最大大小（例如1GB）和最长保存时间（例如7天）。当任一条件满足时，当前段会被封闭，新的消息会被写入新的段。
压缩策略：Kafka支持不同的日志压缩策略，包括：
- 删除：删除旧的日志段。
- 压缩并删除：将日志段压缩成更紧凑的格式，然后删除原始日志。
- 压缩：仅将日志段压缩成更紧凑的格式。
压缩格式：Kafka支持多种压缩格式，如Snappy、LZ4、GZIP等。这些压缩算法可以减少存储需求，加快读写速度。
压缩后存储：压缩后的日志段会存储在磁盘上，占用的空间比原始日志小得多，从而节省存储空间。