Giải đáp tất tần tật những thắc mắc về Apache Kafka

Apache Kafka là gì? 

Apache Kafka là hệ thống message pub/sub phân tán. Nó được xem là một phần mềm sử dụng mã nguồn mở. Thiết kế của Kafka cho phép nó xây dựng khuôn khổ để đọc, lưu trữ và phân tích dữ liệu.

Vì là hệ thống message pub/sub phân tán, cho nên Apache Kafka sẽ hoạt động trên nhiều máy chủ thay vì một máy chủ. Điều này cho phép chúng truyền một lượng lớn dữ liệu theo thời gian thực, trong trường hợp bên kia chưa nhận được thì dữ liệu sẽ được sao lưu, lưu trữ mà vẫn đảm bảo an toàn.

Thực chất, Kafka lúc đầu được phát triển ở Linkedin với công dụng phân tích mối quan hệ giữa nhiều người dùng, từ đó xây dựng một hệ thống mạng lưới kết nối. Tuy nhiên, vào năm 2011, Kafka được bàn giao cho Apache Foundation, một tổ chức điều phối và giám sát sự phát triển của mã nguồn mở, và phát triển như ngày hôm nay.

Apache Kafka có cấu trúc như thế nào?

Cấu trúc của Apache Kafka gồm các thành phần chính sau :

• Producer: Là bất kỳ những ứng dụng có chức năng phân loại theo chủ đề, hay sử dụng producer để publish message vào các topic.
• Consumer: sử dụng consumer để subscribe vào topic và tiêu thụ các tin nhắn. Các consumer sẽ được đặt tên theo các group name. Một consumer có thể đọc cùng một topic.
• Topic: Là một thể loại hay nguồn cung cấp dữ liệu. 
• Partitions: Một topic sẽ được chia đều và lưu trữ ở nhiều đoạn khác nhau, những đoạn này được gọi là Partitions.
• Broker: Cụm Kafka gồm một set các sever, mỗi set sever này được gọi là broker.
• Zookeeper: Có công dụng quản lý và bố trí các set sever.

Apache Kafka hoạt động như thế nào?

Cũng giống như các hệ thống messages khác, Apache Kafka được hoạt động dựa trên mô hình cung cấp / thuê bao (Subscribe/Public). Khi các nút Kafka nhận được message từ các ứng dụng, chúng sẽ xử lý nó nhờ vào consumer.

Đồng thời, những message ấy cũng được lưu trữ tại các topic. Lúc này consumer được phép subscribe đến các topic và đọc các messages này. Trong đó, topic là tên danh mục mà messages được lưu trữ rồi đưa vào, còn consumer là bất kỳ thông tin nào.

Topic trong Kafka có dung lượng rất lớn. Do đó, người dùng không nên lưu trữ tất cả dữ liệu của topic vào một nút kafka mà nên chia nhỏ và lưu vào từng partitions.

Tại sao nên sử dụng Apache Kafka?

Như đã nói ở trên thì apache kafka là một phần mềm sử dụng mã nguồn mở, đã được đóng gói hoàn chỉnh. Do đó, khả năng chịu lỗi cao, hiệu năng rất tốt, hệ thống tin nhắn nhanh cũng như khả năng lưu trữ dữ liệu lớn. Chính nhờ vào những ưu điểm ấy mà apache kafka dần được ứng dụng nhiều trong cuộc sống và thay thế các hệ thống nhắn tin thông thường.

Một vài use case cho apache kafka:

• Có khả năng sử dụng như một message queue, do đó thay thế được cho ActiveMQ hay RabbitMQ.

• Website Activity Monitoring: Theo dõi hoạt động của website.

• Stream Processing: Nói đến các hệ thống xử lý dòng dữ liệu trong thời gian thực thì chắc chắn không thể bỏ qua apache kafka. Không chỉ vậy kafka còn sở hữu đặc tính duribility dữ liệu, lưu trữ một cách an toàn, đảm bảo bên nhận nhận được dữ liệu.

• Log Aggregation: tổng hợp log.

• Metrics Collection: tìm kiếm và thu thập các dữ liệu, đồng thời theo dõi các hành động của người dùng như page view, search action của user và publish chúng vào một topic để xử lý sau.

Những lợi ích mà Apache Kafka mang lại?

Apache Kafka hiện được sử dụng nhiều một phần là do những lợi ích siêu việt mà nó mang lại. Vậy những lợi ích ấy là gì?

Duy trì tính cạnh tranh

Đối với nhiều doanh nghiệp, việc phân tích dữ liệu có vai trò khá quan trọng bởi nó giúp doanh nghiệp thu thập thông tin và phản hồi nhanh hơn. Nhờ đó các doanh nghiệp có thể đưa ra dự đoán về những gì họ cần lưu trữ, quảng bá hoặc nhập hàng. 

Khi sử dụng apache kafka, các dữ liệu thực sẽ được xử lý nhanh hơn, giúp mọi quyết định được đưa ra nhanh hơn và chính xác hơn, duy trì tính cạnh tranh.

Đẩy nhanh quá trình xử lý dữ liệu

Nếu như trước kia, dữ liệu thường được xử lý và truyền qua theo các mạng “lô” khiến tốc độ xử lý chậm, thì hiện nay sự xuất hiện của apache kafka đã giải quyết tình trạng này. Kafka có khả năng phân tán và quản lý dữ liệu hiệu quả, từ đó giúp đẩy nhanh quá trình xử lý dữ liệu trong thời gian thực.

Theo dõi hành vi người dùng

Apache Kafka là ứng dụng có khả năng tracking hành động của người dùng khi họ truy cập vào các trang web lớn. Như vậy, bạn có thể nắm rõ hành vi của người dùng, những dịch vụ và sản phẩm mà người dùng đang để ý đến chỉ nhờ vào những lần nhấp chuột.

Nhờ vào tính năng này mà Apache Kafka được ưa chuộng tại các thương hiệu nổi tiếng như Paypal, Spotify, Netflix, Uber,…

Apache Kafka được ứng dụng như thế nào?

Nhờ vào những lợi ích đã kể trên mà Apache Kafka được ứng dụng phổ biến hiện nay. Dưới đây là một số ứng dụng thường gặp của kafka:

Là lớp nhập liệu năng suất cao cho dữ liệu cảm ứng IoT

Iot - Internet vạn vật là mạng kết nối các thiết bị và các đồ vật nhờ vào cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác, từ đó cho phép thiết bị và các đồ vật thu thập và trao đổi dữ liệu cho nhau. Các dữ liệu đã thu thập có thể là big data. 

Nhờ vào apache kafka, người dùng có thể nhận được dữ liệu thay vì phát triển API. Đồng thời Apache Kafka còn hoạt động như lớp import data giúp giải quyết số lượng lớn dữ liệu.

Xử lý luồng

Apache kafka cho phép người dùng xử lý luồng dữ liệu với tốc độ cao và thao tác đơn giản. Khi bạn có nhu cầu phân tích và theo dõi hành vi của người dùng trên website, bạn chỉ cần ghi lại số liệu dưới dạng thô như số lần click chuột, tổng đơn hàng,...

Chuyển đổi ngôn ngữ lập trình

Ngoài những ứng dụng đã kể trên, bạn còn có thể sử dụng Kafka để chuyển đổi ngôn ngữ lập trình. Apache kafka có thể chuyển đổi ngôn ngữ lập trình từ cấp thấp sang cấp cao. Bạn chỉ cần đưa kết quả dữ liệu của chương trình viết vào apache kafka, sau đó bạn dùng chương trình muốn chuyển đổi để đọc topic và lấy dữ liệu tương ứng để phân tích và xử lý.

Bắt đầu với Apache Kafka như thế nào?

Nếu những thông tin trên đã khiến bạn hứng thú với Apache Kafka nhưng chưa biết nên bắt đầu từ đâu, như thế nào thì hãy tiếp tục đọc xuống dưới để biết câu trả lời nhé.

Apache Kafka được phát triển bằng Java, do đó với bất kỳ hệ điều hành nào có khả năng chảy JVM đều có thể sử dụng apache kafka. Nếu bạn là người mới muốn sử dụng thử Apache Kafka, bạn có thể sử dụng nó trong Docker.

Ngoài ra, nếu bạn không thích nền tảng hạ tầng, bạn cũng có thể sử dụng Apache Kafka được làm chủ trên đám mây. Chúng tôi gợi ý cho bạn Message Hub của IBM Bluemix - một dịch vụ nhắn tin dựa theo đám mây.

Ngoài ra còn có Cloud Karafka cũng là một nền móng trực tuyến khác trong đám mây. Ngoài ra, Apache Kafka trên Heroku cũng rất đáng để bạn thử.

Lời kết.

Qua bài viết trên, chúng tôi đã giải đáp mọi thắc mắc của mọi người về khái niệm Apache Kafka, cấu trúc, cách hoạt động, lợi ích cũng như ứng dụng. Mong rằng bài viết này sẽ cung cấp những thông tin bổ ích cho mọi người. Đừng quên theo dõi trang của chúng tôi để không bỏ lỡ những thông tin về big data nhé!