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前言
前几天我上班路上，和小区门口开车的师傅闲聊，发现他们虽然学历不高，但挣钱的途径不少，比如固定接送多位客户，然后能通过朋友圈拓展新客户，而且通过客户口口相传，也能不断拉到生意，算下来每月也能挣1万5出头，好的话能有2万，我在上海，做IT的要月入2万，如果不是996，估计本科毕业还得干几年。
可能有人会说了，他们第一不交金，第二未必稳定，但这批师傅学历也就高中，对于这个学历来说，这个收入不能算低。反观我们，可能不少做IT的人，一心只做技术，只拿固定工资，不去拓展挣钱途径，或者虽然到处找活干，但和路边装修队相比，只是多了份固定工资，总之很难突破收入瓶颈。
思考
前面提到 Kafka 帮我们实现了各个版本的生产者代码，其实他也可以完全不提供这份代码，因为核心的队列的功能已经实现了，这些客户端的代码也可以完全交由用户自己实现。
那么假如没有官方代码，我们又该实现一些什么功能，有哪些接口，哪些方法，以及如何组织这些代码呢。带着这样的问题我们一起来思考一下！一般对于这种带有数据流转的设计，我会从 由谁产生？ 什么数据？ 通往哪去？ 如何保证通路可靠？ 这几个方面来考虑。
消息自然是通过应用程序构造出来并提供给生产者，生产者首先要知道需要将消息发送到哪个 broker 的哪个 Topic，以及 Topic 的具体 Partition 。那么必然需要配置客户端的 broker集群地址 ，需要发送的 Topic 名称 ，以及 消息的分区策略 ，是指定到具体的分区还是通过某个 key hash 到不同的分区。
知道了消息要通往哪，还需要知道发送的是什么格式的消息，是字符串还是数字或是被序列化的二进制对象。 消息序列化 将需要消息序列化成字节数组才方便在网络上传输，所以要配置生产者的消息序列化策略，最好是可以通过传递枚举或者类名的方式自动构造序列化器，便于后续序列化过程的扩展。
消息队列常常用于多个系统之间的异步调用，那么这种调用关系就没有强实时依赖。由于发消息到 Kafka 会产生 网络 I/O ，相对来说比较耗时，那么消息发送这一动作除了同步调用， 是否也可以设置为异步，提高生产者的吞吐呢? 。并且大量消息发送场景, 我们可以设置一个窗口，窗口可以是时间维度也可以是消息数量维度，将消息积攒起来批次发送，减少网络 I/O 次数，提高吞吐量。
最后呢为了保证消息可以最大程度的成功发送到 broker ，我们还需要一些 失败重试机制 ，例如失败后放到重试队列中，隔一段时间尝试再次发送。
理清思路
通过上面的分析，我们会有一个大致的认识，应该会有哪些方法，以及底层的大致的设计会分为哪几个部分。但是不够清楚，不够明晰。
首先总结一下实现客户端的几个要点在于：
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配置 broker 基础信息：集群地址、Topic、Partition
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消息序列化，通过可扩展的序列化器实现
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消息异步写入缓冲区，网络 I/O 线程实现消息发送
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消息发送的失败重试机制
话不多说，用一张图画出各个核心模块以及他们之间的交互顺序：
用户设定 Kafka 集群信息，生产者从 Kafka broker 上拉取 可用 Kafka 节点、Topic 以及 Partition 对应关系。缓存到生产者成员变量中，如果 broker 集群有扩容，或者有机器下线需要重新获取这些服务信息。
客户端根据用户设置的序列化器，对消息进行序列化，之后异步的将消息写入到客户端缓冲区。缓冲区内的消息到达一定的数量或者到达一个时间窗口后，网络 I/O 线程将消息从缓冲区取走，发送到 broker 。
以上就是我对于一个 Kafka 生产者实现的思考，接下来看看官方的代码设计与我们的思路有何差别，他又是为什么这么设计。
官方设计
其实经过上面的思考和整理，我们的设计已经非常接近 Kafka 的官方设计了，官方的模块拆分的更加细致，功能更加独立。
核心组件
首先看一眼 KafkaProducer 类中有哪些成员变量，这些变量就是 Producer 的核心组件。
其中核心字段的解释如下：
clinetId ：标识发送者Id
@H_80_6@metric ：统计指标
partitioner ：分区器作用是决定消息发到哪个分区。有 key 则按照 key 的 hash ，否则使用 roundrobin
Key/value serializer ：消息 Key/value 序列化器
interceptors ：发送之前/后对消息的统一处理
@H_80_6@maxrequestSize ：可以发送的最大消息，默认值是1M，即影响一个消息 Record 的大小，此值在服务端也是有限制的。
@H_80_6@maxBlockTimeMs ：buffer满了或者等待Metadata信息的，超时的补偿机制
accumulator ：累积缓冲器
networkClient ：包装的网络层
sender ：网络 I/O 线程
发送流程
发送一条消息的时候，数据又是怎样在这些组件之间进行流转的呢？
Producer调用 send 方法后，在从 broker 获取的 Metadata 有效情况下，经过拦截器和序列化后，被分区器放到了一个缓冲区的特定位置，缓冲区由一个 ConcurrentHashMap 构成，key 为主题分区，value 是一个 deque 存放消息缓存块。从客户端角度来看如果无需关心发送结果，发送流程就已经结束了。
接下来是独立的Sender线程负责从缓冲中获取足量的数据调用 Network Client 封装层去真正发送数据，这里使用了 Java8 的 NIO 网络模型发送数据。
可以看到整个逻辑的关键点在于 RecordAccumulator 如何进行消息缓存，一般的成熟框架和中间件中都会有一套自己的内存管理机制，比如 Netty 也有一套复杂而又精妙的内存管理抽象层，这里的缓冲区也是一样的道理，主要需要去看看 Kafka 如何去做内存管理。
另外需要关注 Sender 从缓冲里以什么样的逻辑获取数据，来达到尽量少的网络交互发送尽量多的数据。还有网络失败又是如何保证数据的可靠性的。这个地方也是我们的设计和官方实现的差距，对于网络 I/O 的精心优化。
目前的篇幅已经比较长了，为了大家方便阅读理解，本篇主要从和大家一起思考如何设计一个 Kafka Producer 以及官方是如何实现的，我们之间的差距是什么，更需要关注的点是什么。通过自己的思考和对比更加能认识到不足学习到新的点！
最后
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本站总结
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