자습서: Apache Kafka 생산자 및 소비자 API 사용

아티클
05/10/2024

HDInsight의 Kafka에서 Apache Kafka 생산자 및 소비자 API를 사용하는 방법에 대해 알아봅니다.

애플리케이션에서 Kafka 생산자 API를 통해 Kafka 클러스터에 데이터 스트림을 보낼 수 있습니다. 애플리케이션에서 Kafka 소비자 API를 통해 클러스터에서 데이터 스트림을 읽을 수 있습니다.

이 자습서에서는 다음을 하는 방법을 알아볼 수 있습니다.

필수 조건
코드 이해
애플리케이션 빌드 및 배포
클러스터에서 애플리케이션 실행

API에 대한 자세한 내용은 생산자 API 및 소비자 API에서 Apache 설명서를 참조하세요.

필수 조건

HDInsight 클러스터의 Apache Kafka. 클러스터를 만드는 방법을 알아보려면 HDInsight에서 Apache Kafka 시작을 참조하세요.
OpenJDK 같은 JDK(Java 개발자 키트) 버전 8 또는 그와 동등한 프로그램
Apache에 따라 올바르게 설치된 Apache Maven Maven은 Java 프로젝트용 프로젝트 빌드 시스템입니다.
Putty와 같은 SSH 클라이언트. 자세한 내용은 SSH를 사용하여 HDInsight(Apache Hadoop)에 연결을 참조하세요.

코드 이해

예제 애플리케이션은 Producer-Consumer 하위 디렉터리의 https://github.com/Azure-Samples/hdinsight-kafka-java-get-started에 있습니다. ESP(Enterprise Security Package) 지원 Kafka 클러스터를 사용하는 경우 DomainJoined-Producer-Consumer 하위 디렉터리에 있는 애플리케이션 버전을 사용해야 합니다.

애플리케이션은 주로 4개의 파일로 구성됩니다.

pom.xml: 이 파일은 프로젝트 종속성, Java 버전 및 패키징 메서드를 정의합니다.
Producer.java: 이 파일은 생산자 API를 사용하여 Kafka에 임의의 문장을 보냅니다.
Consumer.java: 이 파일은 소비자 API를 사용하여 Kafka에서 데이터를 읽고 STDOUT에 내보냅니다.
AdminClientWrapper.java: 이 파일은 관리 API를 사용하여 Kafka 토픽을 만들고, 설명하고, 삭제합니다.
Run.java: 생산자 및 소비자 코드를 실행하는 데 사용되는 명령줄 인터페이스입니다.

Pom.xml

pom.xml 파일에서 이해할 중요한 사항은 다음과 같습니다.

종속성: 이 프로젝트는 kafka-clients 패키지에서 제공하는 Kafka 생산자 및 소비자 API에 의존합니다. 다음 XML 코드는 이 종속성을 정의합니다.
```

<dependency>
        <groupId>org.apache.kafka</groupId>
        <artifactId>kafka-clients</artifactId>
        <version>${kafka.version}</version>
</dependency>
```
${kafka.version} 항목은 pom.xml의 <properties>..</properties> 섹션에서 선언되며, HDInsight 클러스터의 Kafka 버전으로 구성됩니다.
플러그 인: Maven 플러그 인은 다양한 기능을 제공합니다. 이 프로젝트에서는 다음 플러그 인이 사용됩니다.
- maven-compiler-plugin: 프로젝트에서 사용하는 Java 버전을 8로 설정하는 데 사용됩니다. HDInsight 3.6에서 사용하는 Java 버전입니다.
- maven-shade-plugin: 이 애플리케이션 및 모든 종속성을 포함하는 uber jar를 생성하는 데 사용됩니다. 또한 기본 클래스를 지정하지 않고 Jar 파일을 직접 실행할 수 있도록 애플리케이션의 진입점을 설정하는 데 사용됩니다.

Producer.java

생산자는 Kafka broker 호스트(작업자 노드)와 통신하고 Kafka 토픽에 데이터를 보냅니다. 다음 코드 조각은 GitHub 리포지토리의 Producer.java 파일에서 가져온 것이며 프로시저 속성을 설정하는 방법을 보여 줍니다. 엔터프라이즈 보안을 사용하는 클러스터의 경우 추가 속성을 추가해야 합니다. "properties.setProperty(CommonClientConfigs.SECURITY_PROTOCOL_CONFIG, "SASL_PLAINTEXT");"

Properties properties = new Properties();
// Set the brokers (bootstrap servers)
properties.setProperty("bootstrap.servers", brokers);
// Set how to serialize key/value pairs
properties.setProperty("key.serializer","org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
properties.setProperty("value.serializer","org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer");
KafkaProducer<String, String> producer = new KafkaProducer<>(properties);

Consumer.java

소비자는 Kafka broker 호스트(작업자 노드)와 통신하고, 루프에서 레코드를 읽습니다. Consumer.java 파일의 다음 코드 조각은 소비자 속성을 설정합니다. 엔터프라이즈 보안을 사용하는 클러스터의 경우 추가 속성을 추가해야 합니다. "properties.setProperty(CommonClientConfigs.SECURITY_PROTOCOL_CONFIG, "SASL_PLAINTEXT");"

KafkaConsumer<String, String> consumer;
// Configure the consumer
Properties properties = new Properties();
// Point it to the brokers
properties.setProperty("bootstrap.servers", brokers);
// Set the consumer group (all consumers must belong to a group).
properties.setProperty("group.id", groupId);
// Set how to serialize key/value pairs
properties.setProperty("key.deserializer","org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
properties.setProperty("value.deserializer","org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer");
// When a group is first created, it has no offset stored to start reading from. This tells it to start
// with the earliest record in the stream.
properties.setProperty("auto.offset.reset","earliest");

consumer = new KafkaConsumer<>(properties);

이 코드에서 소비자는 토픽의 시작에서 읽도록 구성됩니다(auto.offset.reset이 earliest로 설정됨).

Run.java

Run.java 파일은 생산자 또는 소비자 코드를 실행하는 명령줄 인터페이스를 제공합니다. 매개 변수로 Kafka broker 호스트 정보를 제공해야 합니다. 필요에 따라 소비자 프로세스에 사용되는 그룹 ID 값을 포함할 수 있습니다. 동일한 그룹 ID를 사용하여 여러 소비자 인스턴스를 만드는 경우 항목에서 읽는 부하를 분산합니다.

예제 빌드 및 배포

미리 빌드된 JAR 파일 사용

Kafka Get Started Azure 샘플에서 jar을 다운로드합니다. 클러스터가 ESP(Enterprise Security Package)를 사용하도록 설정된 경우 kafka-producer-consumer-esp.jar을 사용합니다. 아래 명령을 사용하여 클러스터에 jar을 복사합니다.

scp kafka-producer-consumer*.jar sshuser@CLUSTERNAME-ssh.azurehdinsight.net:kafka-producer-consumer.jar

코드에서 JAR 파일 빌드

이 단계를 건너뛰려면 Prebuilt-Jars 하위 디렉터리에서 미리 작성된 jar을 다운로드할 수 있습니다. kafka-producer-consumer.jar을 다운로드합니다. 클러스터가 ESP(Enterprise Security Package)를 사용하도록 설정된 경우 kafka-producer-consumer-esp.jar을 사용합니다. 3단계를 실행하여 jar을 HDInsight 클러스터에 복사합니다.

https://github.com/Azure-Samples/hdinsight-kafka-java-get-started에서 예제를 다운로드하여 압축을 풉니다.
현재 디렉터리를 hdinsight-kafka-java-get-started\Producer-Consumer 디렉터리의 위치로 설정합니다. ESP(Enterprise Security Package) 지원 Kafka 클러스터를 사용하는 경우 위치를 DomainJoined-Producer-Consumer 하위 디렉터리로 설정해야 합니다. 다음 명령을 사용하여 애플리케이션을 빌드합니다.
```
mvn clean package
```
이 명령은 kafka-producer-consumer-1.0-SNAPSHOT.jar라는 파일이 포함된 target이라는 디렉터리를 만듭니다. ESP 클러스터의 경우 이 파일은 kafka-producer-consumer-esp-1.0-SNAPSHOT.jar입니다.
sshuser은 클러스터의 SSH 사용자로, CLUSTERNAME은 클러스터 이름으로 바꿉니다. 다음 명령을 입력하여 kafka-producer-consumer-1.0-SNAPSHOT.jar 파일을 HDInsight 클러스터에 복사합니다. 메시지가 표시되면 SSH 사용자의 암호를 입력합니다.
```
scp ./target/kafka-producer-consumer*.jar sshuser@CLUSTERNAME-ssh.azurehdinsight.net:kafka-producer-consumer.jar
```

예제 실행

sshuser은 클러스터의 SSH 사용자로, CLUSTERNAME은 클러스터 이름으로 바꿉니다. 다음 명령을 입력하여 클러스터에 대한 SSH 연결을 엽니다. 메시지가 표시되면 SSH 사용자 계정의 암호를 입력합니다.
```
ssh sshuser@CLUSTERNAME-ssh.azurehdinsight.net
```
Kafka broker 호스트를 가져오려면 다음 명령에서 <clustername> 및 <password>에 대한 값을 대체하고 실행합니다. Azure Portal에 표시된 것처럼 <clustername>에 동일한 대/소문자를 사용합니다. <password>를 클러스터 로그인 암호로 바꾼 후, 다음을 실행합니다.
```
sudo apt -y install jq
export CLUSTER_NAME='<clustername>'
export PASSWORD='<password>'
export KAFKABROKERS=$(curl -sS -u admin:$PASSWORD -G https://$CLUSTER_NAME.azurehdinsight.net/api/v1/clusters/$CLUSTER_NAME/services/KAFKA/components/KAFKA_BROKER | jq -r '["\(.host_components[].HostRoles.host_name):9092"] | join(",")' | cut -d',' -f1,2);
```
참고 항목

이 명령에는 Ambari 액세스 권한이 필요합니다. 클러스터가 NSG 뒤에 있는 경우 Ambari에 액세스할 수 있는 머신에서 이 명령을 실행합니다.

다음 명령을 입력하여 Kafka 토픽 myTest를 만듭니다.

java -jar kafka-producer-consumer.jar create myTest $KAFKABROKERS

생산자를 실행하고 토픽에 데이터를 쓰려면 다음 명령을 사용합니다.
```
java -jar kafka-producer-consumer.jar producer myTest $KAFKABROKERS
```

생산자가 완료되면 다음 명령을 사용하여 토픽에서 읽습니다.

java -jar kafka-producer-consumer.jar consumer myTest $KAFKABROKERS
scp ./target/kafka-producer-consumer*.jar sshuser@CLUSTERNAME-ssh.azurehdinsight.net:kafka-producer-consumer.jar

레코드 수와 함께 읽은 레코드가 표시됩니다.

Ctrl+C 를 사용하여 소비자를 종료합니다.

여러 소비자

Kafka 소비자는 레코드를 읽을 때 소비자 그룹을 사용합니다. 여러 소비자와 같은 그룹을 사용하면 부하가 분산되어 토픽에서 읽습니다. 그룹의 각 소비자는 레코드의 일부를 받습니다.

소비자 애플리케이션은 그룹 ID로 사용되는 매개 변수를 허용합니다. 예를 들어, 다음 명령은 그룹 ID myGroup을 사용하여 소비자를 시작합니다.

java -jar kafka-producer-consumer.jar consumer myTest $KAFKABROKERS myGroup

Ctrl+C 를 사용하여 소비자를 종료합니다.

동작 중인 이 프로세스를 확인하려면 다음 명령을 사용합니다.

tmux new-session 'java -jar kafka-producer-consumer.jar consumer myTest $KAFKABROKERS myGroup' \
\; split-window -h 'java -jar kafka-producer-consumer.jar consumer myTest $KAFKABROKERS myGroup' \
\; attach

이 명령은 tmux를 사용하여 터미널을 두 개의 열로 분할합니다. 소비자는 동일한 그룹 ID 값으로 각 열에서 시작됩니다. 소비자가 읽기를 완료하면 각 읽기는 레코드의 일부입니다. Ctrl + C 를 두 번 사용하여 tmux를 종료합니다.

동일한 그룹 내에서 클라이언트에 의한 소비는 토픽에 대한 파티션을 통해 처리됩니다. 이 코드 샘플에서, 앞에서 만든 test 토픽에는 8개의 파티션이 있습니다. 8명의 소비자를 시작하는 경우 각 소비자는 토픽에 대한 단일 파티션에서 레코드를 읽습니다.

Important

소비자 그룹에는 파티션보다 더 많은 소비자 인스턴스가 있을 수 없습니다. 이 예제에서 하나의 소비자 그룹은 토픽의 파티션 수이기 때문에 최대 8개 소비자를 포함할 수 있습니다. 또는 소비자가 8개 이하인 소비자 그룹이 여러 개 있을 수 있습니다.

Kafka에 저장된 레코드는 파티션 내에서 받은 순서대로 저장됩니다. 파티션 내의 레코드에 대해 순서대로 전달하려면 파티션 수와 일치하는 소비자 인스턴스가 있는 소비자 그룹을 만듭니다. 토픽 내의 레코드에 대해 순서대로 전달하려면 하나의 소비자 인스턴스만 사용하는 소비자 그룹을 만듭니다.

일반적인 문제

항목 만들기 실패 클러스터가 엔터프라이즈 보안 팩을 사용하도록 설정된 경우 생산자 및 소비자에 대해 미리 빌드된 JAR 파일을 사용합니다. DomainJoined-Producer-Consumer 하위 디렉터리의 코드에서 ESP jar을 빌드할 수 있습니다. 생산자 및 소비자 속성에는 ESP 사용 클러스터에 대한 추가 속성 CommonClientConfigs.SECURITY_PROTOCOL_CONFIG가 있습니다.
ESP 지원 클러스터 오류: 생산자 및 소비자 작업이 실패하고 ESP 지원 클러스터를 사용하는 경우 사용자 kafka가 모든 Ranger 정책에 있는지 확인합니다. 없는 경우 모든 Ranger 정책에 추가합니다.

리소스 정리

이 자습서에서 만든 리소스를 정리하려면 리소스 그룹을 삭제합니다. 리소스 그룹을 삭제하면 연결된 HDInsight 클러스터 및 리소스 그룹에 연결된 다른 모든 리소스가 함께 삭제됩니다.

Azure Portal을 사용하여 리소스 그룹을 제거하려면:

Azure Portal에서 왼쪽의 메뉴를 확장하여 서비스 메뉴를 연 다음 리소스 그룹 을 선택하여 리소스 그룹 목록을 표시합니다.
삭제할 리소스 그룹을 찾은 다음 목록 오른쪽에 있는 자세히 단추(...)를 마우스 오른쪽 단추로 클릭합니다.
리소스 그룹 삭제 를 선택한 다음 확인합니다.

다음 단계

이 문서에서는 HDInsight의 Kafka에서 Apache Kafka 생산자 및 소비자 API를 사용하는 방법에 대해 알아보았습니다. Kafka 작업에 대해 자세히 알아보려면 다음을 사용하세요.

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