系统架构设计器教程 第 19 章 19.4 Kappa 架构说明

19.4 Kappa架构

19.4.1 Kappa架构下对大数据处理系统的理解

数据系统=数据+查询

1.数据的特性

两个关键性质：

When，数据与时间相关的，数据在某个时间点产生

What，数据本身是不可变的，对数据操作其实就是两种：读取已存在的数据和添加新数据

2.数据的存储

存储方式：数据不可变、存储所有数据

好处：

(1)简单，存储数据时只需要简单追加数据

(2)应对人为和机器错误，通过不可变性和重新计算来处理人为和机器的错误

19.4.2 Kappa架构介绍

Kappa 只会通过流计算一条的数据链路计算并产生视图。本质是通过改进Lambda架构中的 Speed Layer, 使它既能够进行实时数据处理，同时也能在业务逻辑更新的情况下重新处理以前的历史数据。

Kappa 架构的原理就是：在Lambda的基础上进行了优化，删除了 Batch Layer 的架构，将数据通道以消息队列进行替代。

从使用场景上来看， Kappa架构与Lambda相比，主要有两点区别：

(1)Kappa是Lambda的简化版本， Kappa放弃了对批处理的支持，更 擅长业务本身为增量数据写入场景的分析需求

(2)Lambda支持批处理，更适合对历史数据分析查询的场景

19.4.3 Kappa架构的实现

以Apache Kafka为例，来描述架构过程

部署 Apache Kafka, 并设置数据日志的保留期 (Retention Period)。

如果需要重新处理历史数据，需要重启Apache Kafka作业实例，重头开始计算历史数据，并将结果输出到新的数据视图中。

当新的数据视图处理进度赶超旧的数据视图时，切换到新的数据视图上读取数据

停止旧的作业实例，删除旧的数据视图

19.4.4 Kappa架构的优缺点

优点：将实时和离线代码统一，方便维护、统一了数据接口，避免了离线数据合并问题

缺点：

1.消息中间件缓存的数据量和回溯数据有性能瓶颈

2.实时处理数据时，遇到大量实时流进行关联时，可能会因为数据流先后顺序问题，导致数据丢失

3.Kappa抛弃了离线计算更加稳定可靠的特点

19.4.5 常见Kappa架构变形

1.Kappa+ 架构

Kappa+是流式数据处理架构，它的核心思想是让流计算框架直接读 HDFS里的 数据仓库数据，一并实现实时计算和历史数据backfll 计算，不需要为 backfll 作业长期保存日 志或者把数据拷贝回消息队列。

Kappa+将数据任务分为无状态任务和时间窗口任务，无状态任务根据吞吐速度合理并发扫描全量数据即可，

时间窗口任务将数据仓库数据按照时间粒度进行分区存储，按时间先后顺序依次计算partition的数据

2.混合分析系统的 Kappa架

在 Kappa基础上衍生数据分析流程

基于使用 Kafka +Flink 构 建Kappa 流计算数据架构，

利用 Kafka对接组合 Elastic- Search 实时分析引擎，提升分析能力