面試官：詳細說說Kafka rebalance 的策略以及具體過程

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Kafka 的 Rebalance（再平衡） 是消費者組（Consumer Group）在消費者數量變化或分區分配異常時，重新分配分區（Partition）給消費者的過程。

一、觸發 Rebalance 的條件

消費者加入或離開組（如啟動、崩潰、主動退出）
訂閱的 Topic 分區數變化（如管理員增加分區）
消費者會話超時（session.timeout.ms，默認45秒）
心跳超時（heartbeat.interval.ms，默認3秒）
消費處理超時（max.poll.interval.ms，默認5分鐘）

二、Rebalance 策略（Partition Assignor）

Kafka 提供三種分區分配策略，通過 partition.assignment.strategy 配置：

1. Range（范圍分配，默認）

規則：按 Topic 的字典序排序分區，均勻劃分范圍給消費者。
示例：
- TopicA 有3分區（P0,P1,P2），TopicB 有2分區（P0,P1），2個消費者（C1,C2）
- 分配結果：
```
C1: TopicA-P0, TopicA-P1, TopicB-P0  
C2: TopicA-P2, TopicB-P1
```
問題：可能導致分區分配不均（如 Topic 數量多時）。

2. RoundRobin（輪詢分配）

規則：將所有 Topic 的分區按哈希排序后輪詢分配。

示例：

同上例，分配結果：

C1: TopicA-P0, TopicB-P0  
C2: TopicA-P1, TopicB-P1  
C1: TopicA-P2 (額外分配)

優勢：分配更均勻，適合消費者處理能力相近的場景。

3. Sticky（粘性分配）

規則：盡量保留原有分配，僅調整變化的部分。
優勢：減少分區遷移開銷（避免重復加載本地緩存）。
適用場景：消費者頻繁變動的組（如容器化環境）。

三、Rebalance 詳細流程

1. 消費者發起 JoinGroup 請求

2. 選舉消費者組 Leader

規則：第一個成功加入組的消費者成為 Leader。
Leader 職責：執行實際的分區分配計算。

3. 同步組信息（SyncGroup）

4. 分區分配生效

消費者收到新分配的分區列表，開始消費。

四、Rebalance 的問題與優化

1. 常見問題

頻繁 Rebalance：
- 原因：心跳超時或 max.poll.interval.ms 設置過小。
- 現象：消費者被誤判為離線。
數據重復/丟失：
- Rebalance 期間偏移量提交失敗，導致重復消費或跳過消息。

2. 生產環境優化

參數調優：

# 適當增大超時時間
session.timeout.ms=10000
heartbeat.interval.ms=3000
max.poll.interval.ms=300000

避免長時間處理：
- 優化 poll() 后的處理邏輯，確保在 max.poll.interval.ms 內完成。
靜態成員（Static Membership）：
- 為消費者分配固定 group.instance.id，短暫離線時保留分區分配。
```
group.instance.id=consumer-1
```

五、完整 Rebalance 過程示例

初始狀態：
- 消費者組：C1（Leader）、C2
- 分區分配：
```
C1: P0, P1  
C2: P2, P3
```
C3 加入組：
- 觸發 Rebalance，C1 計算新分配：
```
C1: P0  
C2: P1  
C3: P2, P3
```
- Coordinator 同步新方案給所有消費者。
C2 崩潰：
- 會話超時后觸發 Rebalance，C1 重新分配：
```
C1: P0, P1  
C3: P2, P3
```

監控與調試

1. 關鍵指標

# 查看消費者組狀態
kafka-consumer-groups.sh --bootstrap-server localhost:9092 --describe --group my-group# 監控Rebalance次數
kafka-run-class.sh kafka.tools.ConsumerOffsetChecker --group my-group

2. 日志分析

# Broker日志（Coordinator）
[GroupCoordinator] Preparing to rebalance group my-group with old generation 1
[GroupCoordinator] Stabilized group my-group generation 2