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Producer API, Consumer API, Connector API, Streams API, Admin API
Producer API, Consumer API, Connector API, Streams API, Admin API
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Kafka speichert Key-Value-Nachrichten, die von beliebig vielen Prozessen, sogenannten Producern, stammen. Die Daten können in verschiedene "Partitionen" innerhalb verschiedener "Topics" unterteilt werden. Innerhalb einer Partition werden die Nachrichten streng nach ihren Offsets (der Position einer Nachricht innerhalb einer Partition) geordnet, indiziert und zusammen mit einem Zeitstempel gespeichert. Andere Prozesse, sogenannte "Consumer", können Nachrichten aus Partitionen lesen. Für die Stream-Verarbeitung bietet Kafka die Streams API, mit der Java-Anwendungen geschrieben werden können, die Daten aus Kafka konsumieren und die Ergebnisse zurück nach Kafka schreiben. Apache Kafka arbeitet auch mit externen Streamverarbeitungssystemen wie Apache Apex, Apache Beam, Apache Flink, Apache Spark, Apache Storm und Apache NiFi zusammen.

Kafka läuft auf einem Cluster aus einem oder mehreren Servern (den sogenannten Brokern), und die Partitionen aller Topics sind auf die Knoten des Clusters verteilt. Außerdem werden die Partitionen auf mehrere Broker repliziert. Diese Architektur ermöglicht es Kafka, riesige Nachrichtenströme fehlertolerant zu übermitteln, und hat es ermöglicht, einige der herkömmlichen Nachrichtensysteme wie Java Message Service (JMS), Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) usw. zu ersetzen. Seit der Version 0.11.0.0 bietet Kafka transaktionale Schreibvorgänge, die mit Hilfe der Streams-API eine einmalige Stream-Verarbeitung ermöglichen.

Kafka unterstützt zwei Arten von Topics: Reguläre und verdichtete Topics. Reguläre Topics können mit einer Aufbewahrungszeit oder einer Speicherplatzbegrenzung konfiguriert werden. Wenn es Datensätze gibt, die älter sind als die angegebene Aufbewahrungszeit oder wenn die Speicherplatzgrenze für eine Partition überschritten wird, kann Kafka alte Daten löschen, um Speicherplatz freizugeben. Standardmäßig sind Topics mit einer Aufbewahrungszeit von 7 Tagen konfiguriert, aber es ist auch möglich, Daten auf unbestimmte Zeit zu speichern. Bei komprimierten Topics verfallen die Datensätze nicht aufgrund von Zeit- oder Speicherplatzbeschränkungen. Stattdessen behandelt Kafka spätere Nachrichten als Aktualisierungen älterer Nachrichten mit demselben Schlüssel und garantiert, dass die neueste Nachricht pro Schlüssel niemals gelöscht wird. Nutzer können Nachrichten komplett löschen, indem sie eine sogenannte Tombstone-Nachricht mit einem Null-Wert für einen bestimmten Schlüssel schreiben.

Es gibt fünf wichtige APIs in Kafka:

Producer API - Ermöglicht es einer Anwendung, Datensatzströme zu veröffentlichen.
Consumer API - Ermöglicht es einer Anwendung, Themen zu abonnieren und Datensatzströme zu verarbeiten.
Connector API - Führt die wiederverwendbaren Producer- und Consumer-APIs aus, die die Topics mit den bestehenden Anwendungen verbinden können.
Streams API - Diese API wandelt die Input-Streams in Output um und erzeugt das Ergebnis.
Admin API - Dient der Verwaltung von Kafka-Themen, Brokern und anderen Kafka-Objekten.
Die Consumer- und Producer-APIs sind durch ein zugrunde liegendes Messaging-Protokoll von der Kernfunktionalität von Kafka entkoppelt. Dies ermöglicht das Schreiben kompatibler API-Schichten in jeder Programmiersprache, die genauso effizient sind wie die mit Kafka gebündelten Java-APIs. Das Apache Kafka-Projekt unterhält eine Liste solcher APIs von Drittanbietern.
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