Was ist Apache Kafka?

Zuletzt aktualisiert: 06/12/2026

Apache Kafka ist eine beliebte Open-Source-Plattform für das Event-Streaming, mit der kontinuierliche Event-Streams erfasst, verarbeitet und gespeichert werden. Kafka wird häufig als Messaging-Middleware verwendet, bietet aber auch Skalierbarkeit und Redundanz, sodass verteilte Anwendungen ein einzelnes Ereignis pro Tag oder bis zu Milliarden pro Sekunde verarbeiten können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Messaging-Systemen ist Kafka auch ein dauerhaftes Speichersystem, das Datensätze in einem geordneten Log speichert, das reproduzierbar gelesen und wieder gelesen werden kann. Dadurch ist Kafka ein gängiges System, um Änderungen an Transaktionsdatenbanken zu verteilen, die zum Wiederaufbau oder zur Materialisierung der Daten in Analyse- und anderen Systemen verwendet werden können. Dieses Muster wird manchmal als Event Sourcing bezeichnet.

Kafka ist daher sowohl für traditionelle Event-Bus-Muster wichtig, bei denen ereignisgesteuerte Anwendungen über eine Messaging-Middleware eingebunden werden, als auch für Architekturen zur Datensyndizierung (oder „heterogenen Materialisierung“). Dies ist latenzarm und kosteneffizient. 

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Übersicht

Kafka verarbeitet Streamingdaten und erfasst genau, was wann passiert. Dieser Datensatz ist ein "append-only" Log. Es ist unveränderlich, weil es ergänzt, aber sonst nicht verändert werden kann. Anwendungen können das Log abonnieren, um auf die Daten zuzugreifen, oder Daten in Echtzeit veröffentlichen, um weitere Daten hinzuzufügen.

Während mit „Kafka“ oft auf das Speichersystem mit niedriger Latenz verwiesen wird, umfasst die Streaming-Plattform auch andere wichtige Komponenten. Eines davon ist Kafka Connect, ein Integrationssystem, das horizontal skalierbare Konnektoren zu vielen wichtigen Systemen ermöglicht. Dazu gehören Change Data Capture-Konnektoren (CDC), Cluster-zu-Cluster-Replikation (MirrorMaker) und die Möglichkeit, Daten in nachgelagerte Systeme wie Lakehouses (Apache Iceberg), Lakes (Avro- oder Parquet-Dateien im Objektspeicher) sowie Datenbanken wie BigQuery zu schreiben. Weiter werden Kafka-Projekte mit einer Reihe leistungsstarker Clients ausgeliefert, darunter administrative Befehlszeilen-Clients zum Bearbeiten von Clustern und Themen sowie leistungsstarke Client-Bibliotheken zum Lesen und Schreiben von Daten.   

Früher erfolgte die Datenverarbeitung normalerweise mit periodischen Batchjobs. Dabei wurden die Rohdaten zuerst gespeichert und später zu willkürlichen Zeitintervallen verarbeitet. Ein Einzelhandelsunternehmen könnte beispielsweise bis zum Ende des Tages warten, um die Verkaufsdaten zu analysieren. Ein Nachteil der Batchverarbeitung ist jedoch, dass sie nicht in Echtzeit erfolgen kann. Immer mehr Unternehmen und Data Scientists möchten Daten in Echtzeit analysieren, sobald sie generiert werden, um zeitnahe Geschäftsentscheidungen zu treffen und KI-Modelle in Echtzeit zu betreiben. Hier kommt das Event-Streaming ins Spiel. Das Event-Streaming ist ein Prozess, bei dem unendliche Streams von Ereignissen im Moment ihrer Entstehung kontinuierlich verarbeitet werden. Dadurch kann der Zeitwert von Daten erfasst werden und es können Push-basierte Anwendungen erstellt werden, die aktiv werden, sobald etwas Interessantes passiert. Für Data Scientists bedeutet dies die Möglichkeit, Feature Engineering in Echtzeit durchzuführen und Vorhersagen mit geringer Latenz zu liefern. 

Warum Data Engineers Apache Kafka verwenden

Viele Unternehmen konzentrieren sich auf die nachgelagerten Erkenntnisse, die von Data Scientists gewonnen werden. Die Hauptanwender von Apache Kafka sind jedoch Data Engineers. Sie sind für die Entwicklung der wichtigen „Datenleitungen“ und Integrationen verantwortlich, die die Anwendungen und Datenbanken eines Unternehmens verbinden.

Data Engineers nutzen Kafka, um zuverlässige Verbindungen im gesamten Technologiestack zu schaffen. Diese Integrationen können verschiedene Formen annehmen:

  • Application-to-application: Ermöglichen Sie die Kommunikation von Mikrodiensten über ereignisgesteuerte Architekturen.
  • Database-to-database: Daten zwischen verschiedenen Speichersystemen synchronisieren, um Redundanz zu schaffen oder eine spezielle Verarbeitung zu ermöglichen
  • Application-to-database: Erfassen von Frontend-Ereignissen, z. B. Nutzerinteraktionen in einer mobilen App, und Streamen in Backend-Datenbanken

In einem typischen Unternehmen arbeitet der Data Engineer eng mit den Anwendungsteams zusammen, um sicherzustellen, dass Nutzerereignisse, Geschäftstransaktionen und Datenbankaktualisierungen nach Kafka exportiert werden. Dieser Prozess, der als Datensyndizierung bezeichnet wird, stellt solche Ereignisse mehreren Nutzern und Systemen im gesamten Unternehmen gleichzeitig zur Verfügung.

Data Engineers schreiben den Code für Pipelines, die Rohdaten aus Anwendungsprotokollen in strukturierte, hochwertige Formate umwandeln. Diese Transformation ist für Data Scientists unerlässlich, da sie in der Regel „saubere“ Daten benötigen, die in abfragbaren Umgebungen wie Data Lakes, Lakehouses oder Data Warehouses gespeichert sind, anstatt direkt mit dem Kafka-Rohdatenstream zu interagieren.

Im Kontext von Data Science und KI liegt der Wert von Kafka vor allem im Datenzugriff. Es dient als umfassende Quelle für Anwendungsprotokolle und Datenbankänderungen. Kafka ist zwar für seine Geschwindigkeit bekannt, aber für die meisten Data-Science-Workflows sind die Breite und Zuverlässigkeit der Datenquelle viel wichtiger als die Bereitstellung mit niedriger Latenz.

Warum ist Kafka für KI-Systeme wichtig?

KI-Systeme benötigen hochwertige Trainingsdaten und Kontext während der Inferenz. Kafka ist oft entscheidend für das Training, da es Trainingsdaten aus einer Vielzahl von Quellsystemen erfassen kann, von Interaktionsprotokollen bis hin zu Datenbankänderungen. In vielen Unternehmen wird es als Event-Bus verwendet, der Ereignisse aus vielen Diensten zusammenführt, oder einfach als Staging-Speicherort für Anwendungsprotokolle. Das macht es zu einer geeigneten, einzigen Datenquelle für die Generierung von Trainingsdatensätzen. Da Kafka Datensätze in einer geordneten Sequenz speichert, eignet es sich auch besonders gut für LLMs, die mit Sequenzen arbeiten. 

Kafka ist für viele Online-Inferenzaufgaben unerlässlich. Die Fähigkeit einer Anwendung oder eines KI-Agenten, relevante Produktempfehlungen, Suchantworten oder Prompts zu liefern, basiert darauf, dass der aktuellste Kontext für den relevanten Nutzer vorliegt. Da Kafka eine latenzarme, skalierbare Kommunikation unterstützt, kann ein Inferenzsystem den Nutzerkontext mit den neuesten Ereignissen innerhalb von wenigen Millisekunden aktualisieren. Wenn ein Nutzer beispielsweise die neueste Songempfehlung in einer Musik-App ablehnt oder sich der Aktienkurs in einer Finanzanwendung ändert, kann ein Empfehlungsdienst sofort einen besseren Vorschlag generieren, der diese Eingabe berücksichtigt. 

Welche Vorteile bietet Kafka?

Open-Source-Umgebung

Der Quellcode von Kafka ist frei verfügbar und profitiert von einer globalen Community, die eine breite Palette von Connectors, Überwachungstools und Plug-ins beisteuert.

Skalierung und Geschwindigkeit

Kafka ist eine verteilte Plattform, d. h. die Verarbeitung wird auf mehrere Maschinen aufgeteilt. So kann sie skaliert werden, um riesige Datenmengen zu verarbeiten und gleichzeitig eine Latenz von weniger als einer Millisekunde aufrechtzuerhalten.

Hochverfügbarkeit

Da Kafka verteilt ist, bleibt es auch dann zuverlässig, wenn einzelne Maschinen ausfallen. Daher eignet es sich für geschäftskritische Anwendungen.

Kafka als verwalteter Dienst

Das Einrichten lokaler Kafka-Cluster ist bekanntermaßen schwierig. Teams müssen Maschinen bereitstellen, die Sicherheit verwalten und Routine-Patching durchführen. Bei einem verwalteten Dienst kümmert sich ein Anbieter um die zugrunde liegende Infrastruktur, sodass Sie sich auf die Entwicklung von Anwendungen konzentrieren können. Dies ist besonders für Data-Science-Teams von Vorteil, die sich auf die Modellentwicklung und Erkenntnisse und nicht auf die Infrastrukturverwaltung konzentrieren möchten. 

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Wie funktioniert Kafka?

Kafka ermöglicht die Verarbeitung von Streamingereignissen mithilfe von vier Kernfunktionen:

  1. Daten erzeugen oder schreiben: Eine Quelle kann Protokolle, Ereignisse, Datensätze oder Daten in Topics (Gruppierungen von Datenereignissen) schreiben. 
  2. Speichern: Apache Kafka bietet einen langlebigen, hochverfügbaren Speicher, der oft als zuverlässige „Single Source of Truth“ für ereignisgesteuerte Architekturen dient. Das ist besonders nützlich, wenn Sie sich auch ansehen müssen, was in der Vergangenheit passiert ist, anstatt nur auf aktuelle Ereignisse zu reagieren. Da Kafka Datensätze in einem geordneten Log speichert, das reproduzierbar gelesen und wiederholt gelesen werden kann, können Teams Daten in Analysesystemen neu erstellen oder frühere Transaktionen mit vollständigem Kontext untersuchen. 
  3. Aufnehmen: Eine Anwendung kann Daten aus einem oder mehreren Topics lesen, um den resultierenden Datenstream zu verarbeiten.
  4. Verbinden: Wiederverwendbare Connectors verbinden Kafka mit vorhandenen Systemen wie BigQuery und Dataproc.

Zusätzliche Ressourcen

  • BigQuery Studio – Übersicht: Ein einheitlicher Arbeitsbereich für Datenexperten, um Data-to-AI-Workflows mit SQL- und Python-Notebooks zu beschleunigen
  • Iceberg-Tabellen – Übersicht: Erstellen Sie verwaltete Iceberg-Tabellen, mit denen Open-Source-Engines wie Spark Streamingdaten mit hoher Leistung abfragen können

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