面试题：消息队列Kafka开发中，事务消息的基本原理是什么？

Question

在Kafka后端开发里，事务消息用于确保数据的一致性和完整性。请详细阐述Kafka事务消息的基本原理，包括涉及到的主要组件和机制。

Answer 1

基本原理

1. 事务协调者（Transaction Coordinator，TC）：每个Kafka集群都有一个或多个事务协调者，负责管理事务状态。生产者在开始事务前，会向事务协调者注册，并获取一个唯一的事务ID。
2. 事务日志（Transaction Log）：事务协调者使用事务日志记录事务的元数据，包括事务的开始、提交和中止状态等。这使得即使在节点故障后，事务状态也能被恢复。
3. 生产者：生产者使用事务ID来标记一系列消息，表明这些消息属于同一个事务。在事务开启后，生产者发送的所有消息都不会立即被消费者看到，直到事务被提交。
4. 消费者：消费者只有在事务提交后，才会看到属于该事务的消息。如果事务中止，这些消息永远不会被消费者看到。

主要组件

1. Producer：负责开启、提交或中止事务，并发送属于事务的消息。它维护一个事务状态机，跟踪事务的当前状态。
2. Transaction Coordinator (TC)：管理事务元数据，包括事务的开始、进行和结束状态。TC还负责处理生产者的事务请求，并将事务状态持久化到事务日志中。
3. Kafka Brokers：存储和管理消息。在事务处理过程中，Kafka brokers与事务协调者和生产者交互，确保消息的正确存储和可见性。

机制

1. 事务开启：生产者通过向事务协调者发送InitPid请求，获取一个事务ID，从而开启一个事务。
2. 消息发送：生产者使用获取到的事务ID标记要发送的消息。这些消息被发送到Kafka brokers，但处于未提交状态，消费者无法看到。
3. 事务提交：生产者完成所有消息发送后，向事务协调者发送EndTxn请求，标记事务为提交状态。事务协调者将事务状态更新到事务日志，并通知Kafka brokers提交该事务的所有消息，使其对消费者可见。
4. 事务中止：如果在事务进行过程中出现错误，生产者可以向事务协调者发送EndTxn请求，标记事务为中止状态。事务协调者将事务状态更新到事务日志，并通知Kafka brokers删除该事务的所有未提交消息。