Kafka KRaft praxe Spring Boot mikroslužby

# Praktická implementace Kafka v mikroservisích na Spring Boot

Vývojáři na úrovni middle/senior mohou okamžitě nasadit cluster Kafka na KRaft a integrovat ho se čtyřmi Spring Boot službami internetového obchodu. Order-service přijímá objednávky přes REST API, publikuje událost order-placed. Inventory-service rezervuje zásoby a generuje inventory-reserved nebo inventory-rejected. Analytics-service a notification-service zpracovávají tyto události asynchronně.

Požadavky: Java, Spring Boot, Docker, Docker Compose, Postman. Závislosti: Spring for Apache Kafka, Spring Web.

Docker Compose pro cluster Kafka

Nasazení tří brokerů Kafka 8.1.0 s KRaft bez Zookeeperu. Každý broker plní role broker a controller. Kafka-UI na portu 8086 pro monitorování topiců, partitionů, consumer groups.

Vytvořte docker-compose.yaml:

services:
  kafka-0:
    image: confluentinc/cp-kafka:8.1.0
    container_name: kafka-0
    hostname: kafka-0
    ports:
      - "29092:29092"
    environment:
      CLUSTER_ID: ZETVJENWRjaECDUEExP_eg
      KAFKA_NODE_ID: 0
      KAFKA_PROCESS_ROLES: broker,controller
      KAFKA_LISTENERS: INTERNAL://:9091,EXTERNAL://:29092,CONTROLLER://:9093
      KAFKA_CONTROLLER_QUORUM_VOTERS: 0@kafka-0:9093,1@kafka-1:9093,2@kafka-2:9093
      KAFKA_ADVERTISED_LISTENERS: INTERNAL://kafka-0:9091,EXTERNAL://localhost:29092
      KAFKA_LISTENER_SECURITY_PROTOCOL_MAP: INTERNAL:PLAINTEXT,EXTERNAL:PLAINTEXT,CONTROLLER:PLAINTEXT
      KAFKA_CONTROLLER_LISTENER_NAMES: CONTROLLER
      KAFKA_INTER_BROKER_LISTENER_NAME: INTERNAL
  # An analogous pro kafka-1 (port 29093), kafka-2 (port 29094)
  kafka-ui:
    image: provectuslabs/kafka-ui:v0.7.2
    container_name: kafka-ui
    ports:
      - "8086:8080"
    environment:
      KAFKA_CLUSTERS_0_NAME: local
      KAFKA_CLUSTERS_0_BOOTSTRAPSERVERS: kafka-0:9091,kafka-1:9091,kafka-2:9091
      DYNAMIC_CONFIG_ENABLED: true

Příkaz spuštění: docker compose up -d. Cluster je připraven na zátěž s 3 partitiony a replikací x3.

Konfigurace Spring Boot služeb

Společné nastavení produceru

V application.properties pro všechny služby:

spring.kafka.bootstrap-servers=localhost:29092,localhost:29093,localhost:29094
spring.kafka.producer.key-serializer=org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
spring.kafka.producer.value-serializer=org.springframework.kafka.support.serializer.JsonSerializer

Programové vytváření topiců

Třída KafkaConfig v balíčku config:

@Configuration
public class KafkaConfig {
    @Bean
    public NewTopic orderPlacedTopic() {
        return TopicBuilder.name("order-placed")
            .partitions(3)
            .replicas(3)
            .config(TopicConfig.RETENTION_MS_CONFIG, "86400000")
            .config(TopicConfig.RETENTION_BYTES_CONFIG, "524288000")
            .build();
    }
}

Retention: 24 hodin, 500 MB na topic. Stejně pro inventory-reserved, inventory-rejected v inventory-service.

Implementace order-service (Producer)

DTO a události

public record OrderRequest(String email, String productName, Integer quantity) {}

public record OrderPlacedEvent(String orderId, String email, String productName, Integer quantity) {}

Obchodní logika

@Service
public class OrderService {
    private final KafkaTemplate<String, OrderPlacedEvent> kafkaTemplate;

    public OrderService(KafkaTemplate<String, OrderPlacedEvent> kafkaTemplate) {
        this.kafkaTemplate = kafkaTemplate;
    }

    public String placeOrder(OrderRequest orderRequest) {
        String orderId = UUID.randomUUID().toString();
        OrderPlacedEvent event = new OrderPlacedEvent(orderId, orderRequest.email(), 
            orderRequest.productName(), orderRequest.quantity());
        kafkaTemplate.send("order-placed", event);
        return orderId;
    }
}

REST controller vrací 201 Created s orderId okamžitě, zpracování je asynchronní.

Inventory-service: Producer + Consumer

Naslouchá order-placed, kontroluje zásoby, publikuje inventory-reserved nebo inventory-rejected. Vyžaduje @KafkaListener a druhý KafkaTemplate.

Role služeb:

• Pure Producer: order-service
• Pure Consumer: analytics-service, notification-service
• Producer+Consumer: inventory-service

Implementace Consumera (analytics, notification)

@KafkaListener(topics = "inventory-reserved")
public void handleInventoryReserved(InventoryReservedEvent event) {
    // Logika analýzy
}

Spring Kafka automaticky spravuje offsety, consumer groups se tvoří podle názvu služby.

Testování toku

• POST /orders s JSON { "email": "[email protected]", "productName": "laptop", "quantity": 1 }
• Monitorování v Kafka-UI: order-placed → inventory-reserved
• Analytics a notification obdrží události paralelně

Co je důležité:

• KRaft zjednodušuje nasazení bez Zookeeperu
• 3 partitiony + replikace x3 = odolnost vůči selhání
• JsonSerializer pro value, StringSerializer pro key
• Retention 24 h/500 MB je vhodné pro vývoj
• KafkaTemplate abstrahuje low-level API

— Editorial Team