Kafka为什么高吞吐量

1、顺序读写

kafka的消息是不断追加到文件中的,这个特性使kafka可以充分利用磁盘的顺序读写性能,顺序读写不需要硬盘磁头的寻道时间,只需很少的扇区旋转时间,所以速度远快于随机读写。

2、零拷贝

Kafka高吞吐量的原因其中有个重要技术就是Zero-Copy(零拷贝)系统调用机制

传统的文件拷贝

由于应用程序无法直接读取内核空间的数据,如果要读取这些数据,那么必须把数据从读取缓冲区拷贝到应用程序缓冲区

用户态把数据拷贝到核心态Socket Buffer,然后发送到网卡

DMA(Direct Memory Access)

Kafka引入DMA(Direct Memory Access)直接内存访问,一种可以让某些硬件子系统可以直接访问系统主内存,而不用依赖CPU调度,传统的内存访问都需要经过CPU的调度来完成的。

4、分区

kafka中的topic中的内容可以被分为多个partition,每个partition又分为多段segment,所以每次操作都是针对一小部分做操作,很轻便,并且增加并行操作的能力。

5、批量发送

kafka允许进行批量发送消息,producer发送消息的时候,可以将消息缓存在本地,等到固定条件再发送到kafka

消息条数满足固定条数

一段时间发送一次数据压缩

kafka还支持对消息集合进行压缩,producer可以通过GZIP或Snappy格式对消息集合进行压缩,压缩的好处就是减少传输的数据量,减轻对网络传输的压力。

6、Kafka优化JVM GC

内存缓冲机制把多条消息组成一个Batch,一次网络请求就是一个Batch或者多个Batch,避免了一条消息一次网络请求,从而提升了吞吐量,但是由此带来一个问题,Batch数据发送完过后,Batch所占用JVM内存如何处理?

JVM GC在回收内存垃圾的时候,会有一个"stop the world"的过程,也就是垃圾回收线程运行的时候,会导致其他工作线程短暂的停顿,如何尽可能避免JVM频繁的GC?

为了避免内存缓冲机制造成频繁的GC,Kafka客户端内部实现了缓冲池机制。

简单来讲,就是每个Batch底层都对应一块内存空间,这个内存空间就是专门用来存放写入进去的消息,当每一个Batch被发送到了kafka服务器买这Batch的数据不再需要了,就意味着这个Batch的内存空间不再使用了,此时这个Batch底层的内存空间不要交给JVM去垃圾回收,而是把这块内存空间放入一个缓冲池里,这个缓冲池里放了很多内存空间,下一个Batch可以直接从这个缓冲池获取一块内存空间,以此类推,循环往复。

相关推荐
xianyuCcCcCCCcc12 小时前
Ceph 分布式存储:核心架构与集群部署
分布式·ceph·架构
真上帝的左手13 小时前
10. 软件设计&架构-分布式文件存储系统
分布式·架构·应用架构
Thomas.Sir18 小时前
第30课:分布式事务解决方案 & Seata最终一致性实战
分布式·spring cloud·seata
donk131418 小时前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-circular-action-menu 的鸿蒙化适配指南
javascript·分布式·react native·react.js·wpf·harmonyos
蓝胖的四次元口袋19 小时前
RabbitMQ知识梳理(1)
分布式·rabbitmq
霸道流氓气质21 小时前
Redisson BloomFilter:分布式位图实现、误判率调优与缓存穿透三级防护的 Spring Boot 生产级实战
spring boot·分布式·缓存
流烟默1 天前
ClickHouse 集群建表实战:从引擎选择到本地表 / 分布式表落地
分布式·clickhouse
donk13142 天前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-step-indicator 的鸿蒙化适配指南
分布式·react native·react.js·wpf·harmonyos
梅菲塔亚2 天前
Ceph分布式存储
分布式·ceph
acrel72 天前
Acrel-1000系列分布式光伏监控系统在湖北荆门一马光彩大市场屋顶光伏发电项目中应用
分布式·光伏并网