在 Kafka 中保障数据不重复消费且不丢失，需要从生产者、消费者和 Kafka 自身配置三个层面综合设计。以下是具体实现方案：

一、防止数据重复消费

1. 消费者端控制

• 手动提交 Offset
  禁用自动提交（enable.auto.commit=false），在消息处理完成后手动提交 Offset。

  from kafka import KafkaConsumerconsumer = KafkaConsumer('topic',bootstrap_servers='localhost:9092',group_id='group',enable_auto_commit=False  # 禁用自动提交
  )for message in consumer:process_message(message.value)  # 处理消息consumer.commit()  # 手动提交 Offset
  

  注意：需确保消息处理逻辑的幂等性（如通过数据库唯一约束或业务 ID 去重）。

• 幂等性消费者
  使用 Kafka 消费者的幂等性特性（isolation.level=read_committed），结合事务保证消息处理与 Offset 提交的原子性。

2. 生产者端控制

• 幂等性生产者
  启用生产者幂等性（enable.idempotence=true），确保重复发送的消息不会被 Kafka 重复写入。

3. Kafka 配置

• 事务支持
  使用 Kafka 事务（transactional.id），保证生产者发送消息与消费者提交 Offset 的原子性。

二、防止数据丢失

1. 生产者端配置

• 强确认机制
  设置 acks=all（或 -1），确保消息被所有 ISR（In-Sync Replicas）副本接收后才确认成功。

  from kafka import KafkaProducerproducer = KafkaProducer(bootstrap_servers='localhost:9092',acks='all',  # 等待所有副本确认retries=3  # 重试次数
  )
  

• 重试机制
  配置 retries 参数，当消息发送失败时自动重试（需结合 max.in.flight.requests.per.connection 控制并发请求数）。

2. 消费者端配置

• 手动提交 Offset
  确保消息处理完成后再提交 Offset，避免自动提交导致未处理消息被标记为已消费。

• 异常处理
  在消息处理逻辑中捕获异常，避免因程序崩溃导致未提交 Offset，从而触发重新消费。

3. Kafka 集群配置

• 副本机制
  设置 replication.factor >= 2（建议 3），并配置 min.insync.replicas >= 2，确保消息至少被两个副本保存。

• 日志保留策略
  合理设置 retention.ms（如 7 天），避免消息被过早删除。

三、最佳实践

1. 幂等性设计
   在业务层通过唯一 ID（如 UUID）或数据库唯一索引，确保重复消息不会导致数据错误。

2. 监控与报警

   • 监控消费者的 offset lag（kafka-consumer-groups.sh 工具），确保消费速度与生产速度匹配。
   • 监控 Kafka 副本同步状态（ISR 列表），及时处理节点故障。

3. 死信队列（DLQ）
   将无法处理的消息发送到死信队列（如 dead-letter-topic），避免阻塞正常消费流程。

总结

场景	解决方案
重复消费	手动提交 Offset + 幂等性消费者 + 业务层去重
数据丢失	acks=all + 副本机制 + 手动提交 Offset + 异常重试
可靠性保障	事务性生产者 + 消费者幂等性 + 监控与报警 + 死信队列

通过以上策略，可在 Kafka 中实现数据的 Exactly-Once 语义（需结合业务层幂等性），满足金融、电商等高可靠性场景的需求。