-1,基于接收者Receiver-based的方法

算子:KafkaUtils.createStream 
方法:PUSH,从topic中去推送数据,将数据推送过来 
API:调用的Kafka高级API 
效果:SparkStreaming中的Receivers,恰好Kafka有发布/订阅 ,然而:此种方式企业不常用,说明有BUG,不符合企业需求。因为:接收到的数据存储在Executor的内存,会出现数据漏处理或者多处理状况 
解释:这种方法使用Receiver来接收数据。Receiver是使用Kafka高级消费者API实现的。与所有的接收者一样,通过Receiver从Kafka接收的数据存储在Spark执行程序exector中,然后由Spark Streaming启动的作业处理数据。但是,在默认配置下,这种方法可能会在失败时丢失数据。为了确保零数据丢失,您必须在Spark Streaming(在Spark 1.2中引入)中额外启用写入日志,同时保存所有接收到的Kafka数据写入分布式文件系统(例如HDFS)的预先写入日志,以便所有数据都可以在失败时恢复。 
缺点: 

  • 配置

spark.streaming.receiver.writeAheadLog.enable

  • 参数,每次处理之前需要将该batch内的日志备份到checkpoint目录中,这降低了数据处理效率,反过来又加重了Receiver端的压力;另外由于数据备份机制,会受到负载影响,负载一高就会出现延迟的风险,导致应用崩溃。
  • 采用

MEMORY_AND_DISK_SER

  • 降低对内存的要求。但是在一定程度上影响计算的速度
  • 单Receiver内存。由于receiver也是属于Executor的一部分,那么为了提高吞吐量,提高Receiver的内存。但是在每次batch计算中,参与计算的batch并不会使用到这么多的内存,导致资源严重浪费。
  • 提高并行度,采用多个Receiver来保存Kafka的数据。Receiver读取数据是异步的,并不参与计算。如果开较高的并行度来平衡吞吐量很不划算。
  • Receiver和计算的Executor的异步的,那么遇到网络等因素原因,导致计算出现延迟,计算队列一直在增加,而Receiver则在一直接收数据,这非常容易导致程序崩溃。
  • 在程序失败恢复时,有可能出现数据部分落地,但是程序失败,未更新offsets的情况,这导致数据重复消费。

为了回辟以上问题,降低资源使用,我们后来采用Direct Approach来读取Kafka的数据,具体接下来细说。

-2,直接方法(无接收者)

算子:KafkaUtils.createDirectStream 
方式:PULL,到topic中去拉取数据。 
API:kafka低级API 

Direct方式采用Kafka简单的consumer api方式来读取数据,无需经由ZooKeeper,此种方式不再需要专门Receiver来持续不断读取数据。当batch任务触发时,由Executor读取数据,并参与到其他Executor的数据计算过程中去。driver来决定读取多少offsets,并将offsets交由checkpoints来维护。Direct方式无需Receiver读取数据,而是需要计算时再读取数据,所以Direct方式的数据消费对内存的要求不高,只需要考虑批量计算所需要的内存即可。
效果:每次到Topic的每个分区依据偏移量进行获取数据,拉取数据以后进行处理,可以实现高可用 
解释:在Spark 1.3中引入了这种新的无接收器“直接”方法,以确保更强大的端到端保证。这种方法不是使用接收器来接收数据,而是定期查询Kafka在每个topic+分partition中的最新偏移量,并相应地定义要在每个批次中处理的偏移量范围。当处理数据的作业启动时,Kafka简单的客户API用于读取Kafka中定义的偏移范围(类似于从文件系统读取文件)。请注意,此功能在Spark 1.3中为Scala和Java API引入,在Spark 1.4中针对Python API引入。 
优势: 
①、简化的并行性:不需要创建多个输入Kafka流并将其合并。与此同时directStream,Spark Streaming将创建与使用Kafka分区一样多的RDD分区,这些分区将全部从Kafka并行读取数据。所以在Kafka和RDD分区之间有一对一的映射关系,这更容易理解和调整。

②、效率:在第一种方法中实现零数据丢失需要将数据存储在预写日志中,这会进一步复制数据。这实际上是效率低下的,因为数据被有效地复制了两次,一次是由Kafka,另一次是由预先写入日志(Write Ahead Log)复制。此方法消除了这个问题,因为没有接收器,因此不需要预先写入日志。只要你有足够的kafka保留,消息可以从kafka恢复。

③、精确语义:第一种方法是使用Kafka的高级API在Zookeeper中存储消耗的偏移量。传统上这是从Kafka消费数据的方式。虽然这种方法(合并日志)可以确保零数据丢失,但在某些失败情况下,很小的几率两次数据都同时丢失,发生这种情况是因为Spark Streaming可靠接收到的数据与Zookeeper跟踪的偏移之间的不一致。因此,在第二种方法中,我们使用不使用Zookeeper的简单Kafka API。在其检查点checkpoint内,Spark Streaming跟踪偏移量。这消除了Spark Streaming和Zookeeper / Kafka之间的不一致性,因此Spark Streaming每次记录都会在发生故障时有效地接收一次。

请注意,这种方法的一个缺点是它不会更新Zookeeper中的偏移量,因此基于Zookeeper的Kafka监控工具将不会显示进度。但是,您可以在每个批次中访问由此方法处理的偏移量,并自己更新Zookeeper

 

优缺点对比其实很明显:

直接读取方式没有专门的receivers,降低内存使用,生产中能将内存从10G降低到2-4G

直接读取的qud, offset的维护需要手动开发,不能通过监控zookeeper来监控offset进度