Apache Kafka là gì? Cấu trúc và cách hoạt động của Kafka

Apache là cái tên có lẽ cực kỳ quen thuộc với những ai yêu thích và sử dụng các phần mềm mã nguồn mở. Tuy nhiên có lẽ có khá ít bạn được tiếp xúc với Kafka – một nền tảng kho dữ liệu phân tán.

Trên thế giới, rất nhiều tổ chức, đơn vị sử dụng nó phục vụ cho mục đích của mình. Vậy Apache Kafka là gì? cách hoạt động và lợi ích mà nó mang lại như thế nào?

Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây.

Apache Kafka là gì?

Apache Kafka được phát triển bởi Apache Software Foundation là một kho dữ liệu phân tán được sử dụng nhằm tối ưu hóa, xử lý dữ liệu được nhập theo thời gian thực. Đối với một nền tảng stream, việc này cần làm liên tục và thường xuyên tăng dần.

Vậy nên Kafka cung cấp các chức năng sau cho người dùng:

• Đăng ký, xuất bản các luồng dữ liệu.
• Lưu trữ chúng hiệu quả theo thứ tự bản ghi tuần tự.
• Xử lý luồng theo thời gian thực.

Nền tảng này chủ yếu được sử dụng để xây dựng các đường ống luồng dữ liệu trực tuyến và ứng dụng tương thích với chúng. Nó kết hợp giữa xử lý thông báo, kho lưu trữ và stream để phân tích và lưu trữ dữ liệu theo lịch sử và thời gian thực.

Tại sao lại cần sử dụng Apache Kafka?

Apache Kafka được sử dụng để xây dựng đường dẫn dữ liệu, ứng dụng phát trực tuyến theo thời gian thực. Các đường dẫn này xử lý và di chuyển thông tin từ hệ thống này sang hệ thống khác một cách đáng tin cậy. Trong khi đó, ứng dụng stream là các phần mềm sử dụng luồng dữ liệu này để vận chuyển.

Ví dụ: nếu bạn muốn tạo một đường dẫn lấy dữ liệu hoạt động của người dùng để theo dõi việc mọi người sử dụng trang web. Kafka sẽ được dùng để nhập và lưu trữ dữ liệu trực tuyến. Đồng thời nó phân tán lượt đọc cho các ứng dụng sử dụng dữ liệu. Vậy nên có thể hiểu Kafka như một môi giới trung gian xử lý và giao tiếp giữa hai ứng dụng.

Cách mà Kafka hoạt động

Apache Kafka sử dụng kết hợp giữa hai mô hình là hàng đợi (Queuing) và Publish-Subscribe. Queuing cho phép xử lý dữ liệu trên nhiều trường hợp làm tăng khả năng mở rộng. Còn Publish-Subscribe cho phép nhiều người dùng đăng ký, xuất bản tin nhắn. Tuy nhiên phương pháp Publish-Subscribe không được dùng để phân phát tin nhắn đến người dùng. Vậy nên Kafka cần kết hợp cả hai mô hình này trong việc vận chuyển, xử lý dữ liệu.

Đầu tiên các chuỗi bản ghi theo thứ tự được chia thành các phân vùng tương ứng với người đăng ký. Vì vậy trong cùng một thời điểm có thể có nhiều người đăng ký cùng một chủ đề. Và mỗi người sẽ được gán một phân vùng cho phép khả năng mở rộng cao. Cuối cùng Kafka cho phép nhiều ứng dụng độc lập đọc từ các luồng dữ liệu có tốc độ hoạt động khác nhau.

Lợi ích của Apache Kafka

Nền tảng này mang tới rất nhiều lợi ích như sau:

• Khả năng mở rộng: dữ liệu có thể phân tán đến nhiều máy chủ. Điều này giúp hệ thống mở rộng không giống như việc tập trung tất cả vào một máy chủ duy nhất.
• Nhanh chóng: do việc tách các luồng dữ liệu làm cho độ trễ cực thấp, tăng tốc truyền nhận dữ liệu.
• Tăng độ tin cậy: các phân vùng được phân tán, sap chép trên nhiều máy chủ. Từ đó bảo vệ dữ liệu khỏi những sự cố, tăng khả năng chịu lỗi.

Kiến trúc Apache Kafka

Kafka hoạt động như một hệ thống lưu trữ có khả năng chịu được lỗi và mở rộng dễ dàng. Trong kiến trúc của nền tảng này bao gồm 4 API:

• Producer API: để publish một bản ghi cho một chủ đề.
• Consumer API: đăng ký các chủ đề và xử lý hồ sơ của họ.
• Stream API: tiếp nhận luồng đầu vào và chuyển nó thành luồng đầu ra, hoạt động như một bộ xử lý.
• Connector API: tự động hóa liền mạch khi bổ sung một ứng dụng hoặc hệ thống dữ liệu vào các chủ đề hiện tại của họ.

So sánh Apache Kafka và RabbitMQ

RabbitMQ cũng là một nền tảng trung gian dành cho hệ thống tin nhắn mã nguồn mở sử dụng hàng đợi. Vậy liệu nó sẽ khác biệt như thế nào với Kafka?

Tổng kết về Apache Kafka

Hy vọng với những thông tin trên bạn có thể hiểu hơn về Apache Kafka. Đây là nền tảng đã được hàng nghìn tổ chức, doanh nghiệp trên thế giới sử dụng. Nó có ứng dụng cao trong việc vận chuyển, xử lý tin nhắn, các dữ liệu theo thời gian thực rất tốt với hiệu suất cao.

Nếu còn gặp bất cứ vướng mắc gì về Apache Kafka, hãy để lại ở bên bình luận bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.