kafka 重新分配partition和调整replica的数量实现

一、重新分配partition

1、环境准备

kafka 版本：2.13-3.6.1
topic 名字： topic-A
partition 数量： 3
relica 数量：2
broker数量：2 ；broker.id分别是0，1

topic-B 详细信息展示：

Topic：topic-B      Partition: 0       Leader: 0          Replicas: 0,1      Isr:   0,1
Topic：topic-B      Partition: 1       Leader: 1          Replicas: 1,0      Isr:   1,0
Topic：topic-B      Partition: 2       Leader: 0          Replicas: 0,1      Isr:   0,1

当需要提高系统的可扩展性，提升集群的速率和吞吐量的时候，需要增加机器的数量，当机器数量增加的时候，原本因节点不足导致partition的leader节点分布不均衡的缺陷可以得到解决，这个时候可以使用kafka-reassign-partitions.sh命令来对分区进行重新分配。

注意： Kafka 不会对已存在的分区进行均衡分配，所以需要我们手动通过kafka-reassign-partitions.sh命令执行分区分配操作。

2、具体实现

当前集群中有两个节点，id分别为0和1；现在再加一个 broker 节点，id 为 2；现在我们手动将已存在的topic-B的三个分区的leader节点均匀分布在三个节点上，以便实现尽可能的负载均衡，提高写入和消费速度。

• 声明要重新分配分区的 topic 列表
  可以使用kafka-reassign-partitions.sh命令来对topic的分区进行重新分配，但前提是，我们需要先按照要求定义一个json文件，里面说明哪些 topic 需要分配分区。文件内容如下：

cat<<EOF > topic-B-generate.json
{
  "topics": [
    {
      "topic": "topic-B"
    }
  ],
  "version": 1
}
EOF

• 通过 --topics-to-move-json-file 参数，生成重新分区分配策略 --generate

./bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server ip1:port1,ip2:port2,ip3:port3 --topics-to-move-json-file topic-B-generate.json --broker-list "0,1,2" --generate

其中–broker-list：值为要分配的 kafka broker id，以逗号分隔，该参数必不可少。脚本会根据你的 topic-generate.json 文件，获取 topic 列表，为这些 topic 生成分布在 broker list 上面的分区分配策略。输出结果中有你当前的分区分配策略，也有 Kafka 期望的分配策略，在期望的分区分配策略里，kafka 已经尽可能的为你分配均衡。

Current partition replica assignment 当前的分区分配策略，可以用于备份以及之后的恢复
Proposed partition reassignment configuration kafka生成的一个分配均衡的分配策略，可以用于后续重新分配的执行
一个分配策略示例如下

{"version":1,"partitions":[{"topic":"topic-B","partition":0,"replicas":[0,1] ,"log_dirs":["any","any"]},{"topic":"topic-B","partition":1,"replicas":[1,0] ,"log_dirs":["any","any"]},{"topic":"topic-B","partition":2,"replicas":[0,1] ,"log_dirs":["any","any"]}]}

• 通过 --reassignment-json-file 参数，执行分区分配策略 --execute
  将上述输出的Proposed partition reassignment configuration中的策略复制到一个json文件中，并命名，然后执行

./bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server ip1:port1,ip2:port2,ip3:port3  --reassignment-json-file partition-replica-reassignment.json --execute

• 通过 --reassignment-json-file 参数，检查分区分配进度 --verify

./bin/kafka-reassign-partitions.sh --bootstrap-server ip1:port1,ip2:port2,ip3:port3  --reassignment-json-file partition-replica-reassignment.json --verify

二、调整replica的数量

一般情况下，分区的副本replica数量与节点数量一致，当集群中节点数量增加的时候，一般也需要调整replica的数量，一般是会增大分区副本数，调整方法如下：

{"version":1,"partitions":[{"topic":"topic-B","partition":0,"replicas":[0,1,2] ,"log_dirs":["any","any"]},{"topic":"topic-B","partition":1,"replicas":[1,0,2] ,"log_dirs":["any","any"]},{"topic":"topic-B","partition":2,"replicas":[2,1,0] ,"log_dirs":["any","any"]}]}

其中replicas中存放的是副本所要在的节点，可以通过 调整其数值和顺序来调整replica的数量和leader所在的节点（第一个就是leader所在节点），调整完成之后再进行执行。

注意： replicas中的值列表是broker id，log_dirs中的列表数量需要与replicas列表数量一致；
注意： 每个 partitiion 的所有 replicas 叫做 “assigned replicas” ，“assigned replicas” 中的第一个 replica 叫 “leader”，第二个叫"preferred replica"，当 kafka leader replica 挂掉的话，partition 会选择 “preferred replica” 做为 leader replica 。

三、小结

• 1、–generate：配合着 --topics-to-move-json-file 可以生成分区分配策略，该参数适用于分区多的情况。
• 2、–execute：配合着 --reassignment-json-file 可以执行分区分配策略。
• 3、–verify：配合着 --reassignment-json-file 可以检查分区分配进度。

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