Casos de uso do Apache Kafka: impulsionamento da inovação em diversos setores

O Apache Kafka é uma plataforma de streaming distribuído de código aberto que permite aos desenvolvedores criar aplicações orientadas a eventos em tempo real. Com o Apache Kafka, os desenvolvedores podem criar aplicações que usam continuamente registros de dados de streaming e oferecem experiências em tempo real aos usuários.

Seja verificando o saldo da conta, assistindo à Netflix ou navegando no LinkedIn, os usuários de hoje esperam experiências quase em tempo real dos aplicativos. A arquitetura orientada a eventos do Apache Kafka foi projetada para armazenar dados e transmitir eventos em tempo real, tornando-se tanto um broker de mensagens quanto uma unidade de armazenamento que permite experiências de usuário em tempo real em muitos tipos diferentes de aplicações.

O Apache Kafka é um dos sistemas de processamento de dados de código aberto mais populares disponíveis, com quase 50.000 empresas o usando e uma participação de mercado de 26,7%.

O Kafka é um sistema distribuído, o que significa que ele é uma coleção de diferentes programas de software que compartilha recursos computacionais entre vários nós (computadores) para atingir um único objetivo. Essa arquitetura torna o Kafka mais tolerante a falhas do que outros sistemas, porque pode lidar com a perda de um único nó ou máquina no sistema e ainda funcionar.

Entre os sistemas distribuídos, o Apache se destaca como uma das melhores ferramentas para a construção de arquiteturas de microsserviços , uma abordagem nativa da nuvem onde uma aplicação é composta por muitos componentes ou serviços menores e interconectados. Além de ambientes nativos da nuvem, os desenvolvedores também estão usando o Apache Kafka no Kubernetes, uma plataforma de orquestração de contêineres de código aberto, para desenvolver aplicativos usando frameworks sem servidor.

Para os desenvolvedores, grande parte do apelo do Apache é sua arquitetura exclusiva. Apache utiliza um sistema de mensagens de publicação-inscreva-se, um sistema que possui o que é conhecido como comunicação assíncrona, facilitando para os desenvolvedores a criação de aplicações avançadas e arquitetonicamente complexas. A arquitetura da Apache é composta por três categorias, eventos, produtores e consumidores, e depende fortemente de interfaces de programação de aplicativos (APIs) para funcionar.

O Apache Kafka trabalha com quatro conceitos subjacentes: eventos, streaming, produtores e consumidores. Veja a seguir como cada um desses modelos trabalha em conjunto para dar ao Apache Kafka seus principais recursos.

Quando um usuário interage com um site, para se registrar em um serviço ou fazer um pedido, por exemplo, isso é descrito como um "evento". Na arquitetura Apache, um evento é qualquer mensagem que contenha informações descrevendo o que um usuário fez. Por exemplo, se um usuário tiver se registrado em um site, um registro de evento conteria seu nome e endereço de e-mail.

Talvez nenhum outro recurso distinga o Apache Kafka de outras arquiteturas de armazenamento de dados mais do que sua capacidade de transmitir eventos, um recurso conhecido como "fluxo de eventos" ou apenas "streaming" (e, especificamente, no caso do Apache Kafka, como fluxos do Kafka). O fluxo de eventos ocorre quando os dados gerados por centenas ou até milhares de produtores são enviados simultaneamente por uma plataforma para os consumidores.

Um "produtor", na arquitetura do Apache Kafka, é qualquer coisa que possa criar dados, por exemplo, um servidor da web, aplicação ou componente de aplicação, uma Internet das coisas (IOT), dispositivo e muitos outros. Um "consumidor" é qualquer componente que precisa dos dados criados pelo produtor para funcionar. Por exemplo, em um aplicativo de IoT, os dados podem ser informações de sensores conectados à internet, como um medidor de temperatura ou um sensor em um veículo sem motorista que detecta uma alteração em um semáforo.

A arquitetura do Kafka é projetada de forma a poder lidar com um fluxo constante de dados de eventos gerados pelos produtores, manter registros exatos de cada evento e publicar constantemente um fluxo desses registros para os consumidores.

O recurso central de processamento de dados em tempo real do Apache Kafka abriu as comportas em termos do que os aplicativos podem fazer em vários setores. Usando o Kafka, as empresas estão explorando novas maneiras de aproveitar os dados de streaming para aumentar a receita, impulsionar a transformação digital e criar experiências agradáveis para seus clientes. Veja aqui alguns dos exemplos mais marcantes.

A Internet das Coisas (IoT), uma rede de dispositivos integrados com sensores que lhes permite coletar e compartilhar dados pela Internet, depende muito da arquitetura Apache Kafka. Por exemplo, os sensores conectados a um moinho de vento usam recursos de IoT para transmitir dados sobre coisas como velocidade do vento, temperatura e umidade pela internet. Nessa arquitetura, cada sensor é um produtor, gerando dados a cada segundo que envia para um servidor ou banco de dados de back-end, o consumidor, para processamento.

A arquitetura do Kafka facilita essa transmissão e recebimento de dados, bem como seu processamento, em tempo real, permitindo que cientistas e engenheiros rastreiem as condições climáticas a centenas ou milhares de quilômetros de distância. Os recursos de manutenção de registros e fila de mensagens do Apache garantem a qualidade e exatidão dos dados que estão sendo coletados.

Da mesma forma que o Apache permite a coleta de dados por meio de dispositivos IoT que podem ser transmitidos para os consumidores em tempo real, ele também permite a coleta e análise de informações do mercado de ações.

O Apache tem sido usado para muitas cargas de trabalho críticas e de alto volume para os negócios, que são essenciais para negociar ações e monitorar os mercados financeiros. Alguns dos maiores bancos e instituições financeiras do mundo, como PayPal, Ing e JP Morgan Chase, o utilizam para análise de dados em tempo real, detecção de fraudes financeiras, gerenciamento de risco em operações bancárias, conformidade regulatória, análise de mercado e outros.

Varejistas online e sites de comércio eletrônico precisam processar milhares de pedidos de seus aplicativos ou sites todos os dias, e Kafka desempenha um papel central para que isso aconteça para muitos negócios. O tempo de resposta e o gerenciamento de relacionamento com o cliente (CRM) são fundamentais para o sucesso no setor de varejo, por isso, é importante que os pedidos sejam processados com rapidez e exatidão.

O Kafka ajuda a simplificar a comunicação entre clientes e empresas, usando seu pipeline de dados para registrar eventos com exatidão e manter registros de pedidos e cancelamentos, alertando todas as partes relevantes em tempo real. Além de processar pedidos, o Kafka gera dados exatos que podem ser analisados para avaliar o desempenho dos negócios e descobrir insights valiosos.

O setor de saúde depende do Kafka para conectar hospitais a registros eletrônicos de saúde críticos (EHR) e informações de pacientes confidenciais. Kafka facilita a comunicação bidirecional que alimenta aplicativos de saúde que dependem de dados gerados em tempo real por várias fontes diferentes. Os recursos do Kafka também permitem o compartilhamento de conhecimento em tempo real; por exemplo, a sensibilidade de um paciente a um determinado medicamento que pode salvar vidas.

Além de ajudar os médicos a obter dados em tempo real que informam como tratam os pacientes, o Kafka também é crítico para a comunidade de pesquisa médica. Seus recursos de armazenamento de dados e análise de dados ajudam os pesquisadores a vasculhar dados médicos em busca de insights sobre doenças e cuidados com o paciente, acelerando os avanços médicos.

As empresas de telecomunicações usam o Apache para uma variedade de serviços. Principalmente, seu processamento de fluxo de dados em tempo real é usado para monitorar as redes que alimentam milhões de dispositivos sem fio em todo o mundo. O Apache coleta dados sobre operações de rede que ele transmite em tempo real para servidores que estão constantemente analisando-os em busca de quaisquer problemas. Os registros que o Apache mantém para empresas de telecomunicações incluem chamadas, mensagens de texto, dados do cliente, uso, chamadas interrompidas e muito mais.

As plataformas de jogos mais avançadas da atualidade dependem da comunicação em tempo real entre jogadores a centenas e até milhares de quilômetros de distância. Se houver algum tempo de atraso em um jogo em que o tempo de reação dos jogadores é fundamental para o sucesso, o desempenho será prejudicado. Além disso, o setor de jogos tem crescido ultimamente, crescendo a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 13,4% e aumentando o escrutínio de suas principais métricas operacionais.

O Apache potencializa a comunicação e interação ultrarrápidas entre os jogadores que tornam os ecossistemas de jogos hiper-realistas tão populares. Novos jogos dependem das habilidades de streaming em tempo real do Apache, bem como de suas funções de análise em tempo real e armazenamento de dados. Além disso, o pipeline de streaming do Apache ajuda os jogadores a acompanhar uns aos outros em tempo real, garantindo que os movimentos dos jogadores sejam transmitidos a outros jogadores instantaneamente. 

Desenvolvedores e engenheiros de algumas das maiores e mais modernas empresas do mundo usam o Apache para criar muitas aplicações de negócios em tempo real. O Kafka está por trás de aplicativos que atendem aos setores financeiros, gigantes das compras online, plataformas de streaming de música e vídeo, inovadores de videogames e muito mais. Desenvolver com o Kafka tem muitas vantagens em relação a outras plataformas, e aqui estão alguns de seus benefícios mais populares.

O sistema de processamento de dados do Kafka utiliza APIs de uma forma única que o ajuda a otimizar a integração de dados com muitos outros projetos de armazenamento de banco de dados, como as populares arquiteturas SQL e NoSQL, usadas para análise de big data.

O Kafka foi criado para lidar com problemas de alta latência no processamento de filas em lote em alguns dos sites mais movimentados do mundo. Ele tem o que é conhecido como escalabilidade elástica, multiclusters, permitindo que os fluxos de trabalho sejam provisionados em múltiplos clusters do Kafka, em vez de apenas um, possibilitando maior escalabilidade, alta taxa de transferência e baixa latência.

O Apache Connect, uma ferramenta de fluxo de dados, vem com 120 conectores criados previamente que permitem que o Apache se integre a todas as soluções mais populares de armazenamento de dados de back-end, incluindo Amazon S3 da AWS, MongoDB, Google BigQuery, ElasticSearch, Azure, DataDog e muito mais. Os desenvolvedores que usam o Apache podem acelerar o desenvolvimento de aplicativos com compatibilidade com quaisquer requisitos de sua organização.

Como alguns dos maiores e mais exigentes sites do mundo usam Apache, ele precisa ser capaz de registrar a atividade do usuário de forma rápida e exata para evitar interrupções. O Apache registra eventos frequentes, como registro de usuário, visualizações de página, compras e outras informações relacionadas ao rastreamento de atividades do site em tempo real. Em seguida, agrupa os dados por tópico e os armazena em uma rede distribuída para acesso rápido e fácil.

O Apache recebe e mantém mensagens em uma fila, um contêiner usado para armazenar e transmitir mensagens. O contêiner conecta as mensagens aos aplicativos do consumidor e ao usuário. O Apache é projetado de forma semelhante a outros intermediadores de mensagens populares, como o RabbitMQ; mas, ao contrário do Rabbit e desses outros brokers, ele divide suas mensagens em tópicos do Kafka usando uma chave de mensagem que pode ser usada para filtrar mensagens por relevância.

Um dos atributos mais atraentes do Apache é sua capacidade de capturar e armazenar dados de eventos em tempo real. Outros pipelines de dados populares em tempo real devem ser executados no que é chamado de lote programado, um lote de dados que só pode ser processado em um horário pré-agendado. O projeto do Apache permite que os dados sejam processados em tempo real, permitindo tecnologias como IoT, análise de dados e outras que dependem do processamento de dados em tempo real para funcionar.

O Apache Kafka foi criado para armazenar dados e transmitir eventos em tempo real, oferecendo experiências de usuário dinâmicas em um conjunto diversificado de aplicações. O IBM Event Streams ajuda as empresas a otimizar o Kafka com uma plataforma de código aberto que pode ser implementada como um serviço totalmente gerenciado na IBM Cloud ou no local como parte do Event Automation.