Kafka在高并发的情况下，如何避免消息丢失和消息重复？kafka消费怎么保证数据消费一次？数据的一致性和统一性？数据的完整性？

1、kafka在高并发的情况下,如何避免消息丢失和消息重复?

消息丢失解决方案:

首先对kafka进行限速， 其次启用重试机制，重试间隔时间设置长一些，最后Kafka设置acks=all，即需要相应的所有处于ISR的分区都确认收到该消息后，才算发送成功

消息重复解决方案:

消息可以使用唯一id标识 

生产者（ack=all 代表至少成功发送一次) 

消费者 （offset手动提交，业务逻辑成功处理后，提交offset） 

落表（主键或者唯一索引的方式，避免重复数据） 

业务逻辑处理（选择唯一主键存储到Redis或者mongdb中，先查询是否存在，若存在则不处理；若不存在，先插入Redis或Mongdb,再进行业务逻辑处理）

2、kafka怎么保证数据消费一次且仅消费一次

幂等producer：保证发送单个分区的消息只会发送一次，不会出现重复消息

事务(transaction)：保证原子性地写入到多个分区，即写入到多个分区的消息要么全部成功，要么全部回滚流处理EOS：流处理本质上可看成是“读取-处理-写入”的管道。此EOS保证整个过程的操作是原子性。注意，这只适用于Kafka Streams

3、kafka保证数据一致性和可靠性

数据一致性保证

一致性定义：若某条消息对client可见，那么即使Leader挂了，在新Leader上数据依然可以被读到

HW-HighWaterMark: client可以从Leader读到的最大msg offset，即对外可见的最大offset， HW=max(replica.offset)

对于Leader新收到的msg，client不能立刻消费，Leader会等待该消息被所有ISR中的replica同步后，更新HW，此时该消息才能被client消费，这样就保证了如果Leader fail，该消息仍然可以从新选举的Leader中获取。

对于来自内部Broker的读取请求，没有HW的限制。同时，Follower也会维护一份自己的HW，Folloer.HW = min(Leader.HW, Follower.offset)

数据可靠性保证

当Producer向Leader发送数据时，可以通过acks参数设置数据可靠性的级别

0: 不论写入是否成功，server不需要给Producer发送Response，如果发生异常，server会终止连接，触发Producer更新meta数据；

1: Leader写入成功后即发送Response，此种情况如果Leader fail，会丢失数据

 

-1: 等待所有ISR接收到消息后再给Producer发送Response，这是最强保证

4、kafka到spark streaming怎么保证数据完整性，怎么保证数据不重复消费？

保证数据不丢失（at-least）

spark RDD内部机制可以保证数据at-least语义。

Receiver方式

开启WAL（预写日志），将从kafka中接受到的数据写入到日志文件中，所有数据从失败中可恢复。

Direct方式

依靠checkpoint机制来保证。

保证数据不重复（exactly-once）

要保证数据不重复，即Exactly once语义。

- 幂等操作：重复执行不会产生问题，不需要做额外的工作即可保证数据不重复。

- 业务代码添加事务操作

就是说针对每个partition的数据，产生一个uniqueId，只有这个partition的所有数据被完全消费，则算成功，否则算失效，要回滚。下次重复执行这个uniqueId时，如果已经被执行成功，则skip掉。