阿里資深技術專家淺析Spring Boot和Apache Kafka結合實現錯誤處理，消息轉換和事務支持？

Spring爲Kafka帶來了熟悉的Spring編程模型。它提供了KafkaTemplate用於發佈記錄和用於異步執行POJO偵聽器的偵聽器容器。Spring Boot自動配置連接了大部分基礎架構，因此您可以專注於業務邏輯。

錯誤恢復

考慮這個簡單的POJO偵聽器方法：

@KafkaListener(id = "fooGroup", topics = "topic1")
public void listen(String in) {
  logger.info("Received: " + in);
  if (in.startsWith("foo")) {
    throw new RuntimeException("failed");
  }
}

默認情況下，只記錄失敗的記錄，然後我們繼續下一個記錄。但是，我們可以在偵聽器容器中配置錯誤處理程序以執行其他操作。爲此，我們使用我們自己的方法覆蓋Spring Boot的自動配置容器工廠：

@Bean
public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory kafkaListenerContainerFactory(
    ConcurrentKafkaListenerContainerFactoryConfigurer configurer,
    ConsumerFactory<Object, Object> kafkaConsumerFactory) {
  ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Object, Object> factory = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<>();
  configurer.configure(factory, kafkaConsumerFactory);
  factory.setErrorHandler(new SeekToCurrentErrorHandler()); // <<<<<<
  return factory;
}

請注意，我們仍然可以利用大部分自動配置。

SeekToCurrentErrorHandler丟棄來自poll()剩下的記錄，並執行seek操作實現消費者操作偏移offset復位，使丟棄記錄在下一次輪詢再取出。默認情況下，錯誤處理程序會跟蹤失敗的記錄，在10次傳遞嘗試後放棄並記錄失敗的記錄。但是，我們也可以將失敗的消息發送到另一個主題。我們稱之爲死信主題。

下面是合在一起代碼：

@Bean
public ConcurrentKafkaListenerContainerFactory kafkaListenerContainerFactory(
    ConcurrentKafkaListenerContainerFactoryConfigurer configurer,
    ConsumerFactory<Object, Object> kafkaConsumerFactory,
    KafkaTemplate<Object, Object> template) {
  ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<Object, Object> factory = new ConcurrentKafkaListenerContainerFactory<>();
  configurer.configure(factory, kafkaConsumerFactory);
  factory.setErrorHandler(new SeekToCurrentErrorHandler(
      new DeadLetterPublishingRecoverer(template), 3));
  return factory;
}

@KafkaListener(id = "fooGroup", topics = "topic1")
public void listen(String in) {
  logger.info("Received: " + in);
  if (in.startsWith("foo")) {
    throw new RuntimeException("failed");
  }
}

@KafkaListener(id = "dltGroup", topics = "topic1.DLT")
public void dltListen(String in) {
  logger.info("Received from DLT: " + in);
}

反序列化錯誤

但是，在Spring獲得記錄之前發生的反序列化異常呢？使用ErrorHandlingDeserializer。此反序列化器包裝委託反序列化器並捕獲任何異常。然後將它們轉發到偵聽器容器，該容器將它們直接發送到錯誤處理程序。該異常包含源數據，因此您可以診斷問題。

領域對象並推斷類型

請考慮以下示例：

@Bean
public RecordMessageConverter converter() {
  return new StringJsonMessageConverter();
}

@KafkaListener(id = "fooGroup", topics = "topic1")
public void listen(Foo2 foo) {
  logger.info("Received: " + foo);
  if (foo.getFoo().startsWith("fail")) {
    throw new RuntimeException("failed");
  }
}

@KafkaListener(id = "dltGroup", topics = "topic1.DLT")
public void dltListen(Foo2 in) {
  logger.info("Received from DLT: " + in);
}

請注意，我們現在正在使用類型的對象Foo2。消息轉換器bean推斷要轉換爲方法簽名中的參數類型的類型。轉換器自動“信任”該類型。Spring Boot自動將轉換器配置到偵聽器容器中。

在生產者方面，發送的對象可以是不同的類（只要它是類型兼容的）：

@RestController
public class Controller {

    @Autowired
    private KafkaTemplate<Object, Object> template;

    @PostMapping(path = "/send/foo/{what}")
    public void sendFoo(@PathVariable String what) {
        this.template.send("topic1", new Foo1(what));
    }

}

配置：

spring:
  kafka:
    producer:
      value-serializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonSerializer

$ curl -X POST http://localhost:8080/send/foo/fail

在這裏，我們使用StringDeserializer，並在消費者端使用一個“智能”消息轉換器。

多方法監聽器

我們還可以使用單個偵聽器容器並根據類型路由到特定方法。由於有多個方法，類型需要選擇要調用的方法，因此這裏我們就無法推斷類型了。

相反，我們依賴於記錄頭中傳遞的類型信息來從源類型映射到目標類型。此外，由於我們不推斷類型，我們需要配置消息轉換器以“信任”包的映射類型。

在這種情況下，我們將在兩側使用消息轉換器（ StringSerializer和StringDeserializer 一起使用）。以下消費者側轉換器示例將它們放在一起：

@Bean
public RecordMessageConverter converter() {
  StringJsonMessageConverter converter = new StringJsonMessageConverter();
  DefaultJackson2JavaTypeMapper typeMapper = new DefaultJackson2JavaTypeMapper();
  typeMapper.setTypePrecedence(TypePrecedence.TYPE_ID);
  typeMapper.addTrustedPackages("com.common");
  Map<String, Class<?>> mappings = new HashMap<>();
  mappings.put("foo", Foo2.class);
  mappings.put("bar", Bar2.class);
  typeMapper.setIdClassMapping(mappings);
  converter.setTypeMapper(typeMapper);
  return converter;
}

在這裏，我們將“foo”映射到類Foo2，將“bar” 映射到類Bar2。請注意，我們必須告訴它使用TYPE_ID標頭來確定轉換的類型。同樣，Spring Boot會自動將消息轉換器配置到容器中。下面是application.yml文件片段中的生產者端類型映射; 格式是以冒號分隔的token:FQCN列表：

spring:
  kafka:
    producer:
      value-serializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonSerializer
      properties:
        spring.json.type.mapping: foo:com.common.Foo1,bar:com.common.Bar1

此配置將類映射Foo1到“foo”，將類映射Bar1到“bar”。

監聽器：

@Component
@KafkaListener(id = "multiGroup", topics = { "foos", "bars" })
public class MultiMethods {

    @KafkaHandler
    public void foo(Foo1 foo) {
        System.out.println("Received: " + foo);
    }

    @KafkaHandler
    public void bar(Bar bar) {
        System.out.println("Received: " + bar);
    }

    @KafkaHandler(isDefault = true)
    public void unknown(Object object) {
        System.out.println("Received unknown: " + object);
    }

}

生產者：

@RestController
public class Controller {

    @Autowired
    private KafkaTemplate<Object, Object> template;

    @PostMapping(path = "/send/foo/{what}")
    public void sendFoo(@PathVariable String what) {
        this.template.send(new GenericMessage<>(new Foo1(what),
                Collections.singletonMap(KafkaHeaders.TOPIC, "foos")));
    }

    @PostMapping(path = "/send/bar/{what}")
    public void sendBar(@PathVariable String what) {
        this.template.send(new GenericMessage<>(new Bar(what),
                Collections.singletonMap(KafkaHeaders.TOPIC, "bars")));
    }

    @PostMapping(path = "/send/unknown/{what}")
    public void sendUnknown(@PathVariable String what) {
        this.template.send(new GenericMessage<>(what,
                Collections.singletonMap(KafkaHeaders.TOPIC, "bars")));
    }

}

事務

通過在application.yml文件中設置transactional-id-prefix來啓用事務：

spring:
    kafka:
      producer:
        value-serializer: org.springframework.kafka.support.serializer.JsonSerializer
        transaction-id-prefix: tx.
      consumer:
        properties:
          isolation.level: read_committed

當使用spring-kafka 1.3.x或更高版本以及支持事務的kafka-clients版本（0.11或更高版本）時，方法中KafkaTemplate執行的任何操作@KafkaListener都將參與事務，並且偵聽器容器將在提交之前將偏移發送到事務它。認識到我們還爲消費者設置了隔離級別，使其無法查看未提交的記錄。以下示例暫停偵聽器，以便我們可以看到此效果：

@KafkaListener(id = "fooGroup2", topics = "topic2")
public void listen(List foos) throws IOException {
  logger.info("Received: " + foos);
  foos.forEach(f -> kafkaTemplate.send("topic3", f.getFoo().toUpperCase()));
  logger.info("Messages sent, hit enter to commit tx");
  System.in.read();
}

@KafkaListener(id = "fooGroup3", topics = "topic3")
public void listen(String in) {
  logger.info("Received: " + in);
}

此示例的生產者在單個事務中發送多個記錄：

@PostMapping(path = "/send/foos/{what}")
public void sendFoo(@PathVariable String what) {
  this.template.executeInTransaction(kafkaTemplate -> {
    StringUtils.commaDelimitedListToSet(what).stream()
      .map(s -> new Foo1(s))
      .forEach(foo -> kafkaTemplate.send("topic2", foo));
    return null;
  });
}

curl -X POST http://localhost:8080/send/foos/a,b,c,d,e

Received: [Foo2 [foo=a], Foo2 [foo=b], Foo2 [foo=c], Foo2 [foo=d], Foo2 [foo=e]]
Messages sent, hit Enter to commit tx

Received: [A, B, C, D, E]

針對Java程序員，給大家推薦兩大專題，不止是Spring Boot和Apache Kafka，更是包含了Mybatis、spring cloud、spring MVC、spring boot、spring5、IOC源碼、AOP源碼、docker、dubbo等架構技術。同時我在在網上收集了一些關於以上技術的學習資料和視頻，希望能夠幫助到大家

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