kafka rebalance(再均衡)导致的消息积压分析

起因：

某天，项目组收到大量的kafka消息积压告警。查看了kafka日志后，发现 kafka不断地 rebalance(再均衡)。

Rebalance (再均衡)：

分区的所有权从一个消费者转移到另一个消费者，这样的行为被称为Rebalance (再均衡).
在再均衡期间，消费者无法消费消息，造成整个群组一小段时间的不可用。

Rebalance 的触发条件:

当 Consumer Group 组成员数量发生变化
(1)新成员加入
(2)组成员主动离开

(3)组成员崩溃
- 消费者心跳超时，导致 rebalance。
- 消费者处理时间过长，导致 rebalance。
当订阅主题数量发生变化
当订阅主题的分区数发生变化

日志：

[2023-12-11 xx:xx:xx] INFO [GroupCoordinator 1]: Member consumer-anonymous. in group anonymous. has failed, removing it from the group (kafka.coordinator.group.GroupCoordinator)
[2023-12-11 xx:xx:xx] INFO [GroupCoordinator 1]: Preparing to rebalance group anonymous. in state PreparingRebalance with old generation 1 (__consumer_offsets-5) (reason: removing member consumer-anonymous. on heartbeat expiration) (kafka.coordinator.group.GroupCoordinator)
[2023-12-11 xx:xx:xx] INFO [GroupCoordinator 1]: Group anonymous. with generation 2 is now empty (__consumer_offsets-5) (kafka.coordinator.group.GroupCoordinator)
[2023-12-11 xx:xx:xx] WARN Attempting to send response via channel for which there is no open connection, connection id :9092 (kafka.network.Processor)

原因：

kafka消费消息后，如果业务逻辑处理时间过长，会导致消费线程与 Coordinator(协调器) 的 heartbeat (心跳) 超时，Coordinator 判断 Consumer 已经宕机，就将 Consumer 从消费组中剔除，并触发了 Rebalance 机制。

解决：

优先解决生产问题：先调整参数，避免频繁 Rebalance。

如果想从根本上解决，还需要优化消费逻辑，提高性能，快速消费完，避免超时。

session.timeout.ms : 心跳超时时间
heartbeat.interval.ms  : 心跳时间间隔
max.poll.interval.ms  : 每次消费的处理时间
max.poll.records  : 每次消费的消息数

session.timeout.ms：心跳超时时间，默认 10s。当心跳超时时间超过 session.timeout.ms ，会认为 Consumer 已退出，将 Consumer 从消费组中剔除，触发 Rebalance 机制。可以适当调大 session.timeout.ms，避免频繁 Rebalance 。
heartbeat.interval.ms ：这个是心跳时间间隔，默认值是：3s。该值必须小于 session.timeout.ms，否则会超时。
max.poll.interval.ms ：如果消费端在该间隔内没有发起 poll 操作，该消费者将被剔除，触发重平衡，将该消费者分配的队列分配给其他消费者。默认为 5 分钟。
max.poll.records：每次消费的时候，获取多少条消息。默认值为 500。
获取的消息条数越多，需要处理的时间越长。所以每次拉取的消息数不能太多，需要保证在 max.poll.interval.ms 设置的时间内能消费完，否则会发生 rebalance。可以适当调小 max.poll.records，避免频繁 Rebalance 。