Kafka为什么这么快?

kafka高效读写数据的原理

1)Kafka 本身是分布式集群,可以采用分区技术,并行度高

2)读数据采用稀疏索引,可以快速定位要消费的数据

  1. 按照二分法找到小于 offset 的 segment 的.log 和.index
  2. 用目标 offset 减去文件名中的 offset 得到消息在这个 segment 中的偏移量。
  3. 再次用二分法在 index 文件中找到对应的索引。
  4. 到 log 文件中,顺序查找,直到找到 offset 对应的消息。

3)顺序写磁盘

Kafka 的 producer 生产数据,要写入到 log 文件中,写的过程是一直追加到文件末端,为顺序写。官网有数据表明,同样的磁盘,顺序写能到 600M/s,而随机写只有 100K/s。这与磁盘的机械机构有关,顺序写之所以快,是因为其省去了大量磁头寻址的时间。

4)页缓存 + 零拷贝技术

零拷贝技术:减少用户态/内核态的切换次数以及CPU拷贝的次数

sendfilemmap 是零拷贝的两种不同实现,在 kafka 中也对应两种不同场景。针对 producer 往 broker 上写入消息,使用的是 mmap,consumer 从 broker 上拉取数据,使用的是 sendfile。

producer 往 broker 发消息:对应消息文件从网卡-->磁盘。这个文件在写入过程中是会动态"变化"的,假设使用 sendfile 的方式就是直接把文件从网卡 copy 到 socket buffer 之后,然后直接落到磁盘,中间是【不能有变更操作的】,这显然不符合写入的要求。

再说 consumer 从 broker 拉消息:对应消息文件从磁盘-->网卡。这个过程中使用的是 sendfile。这个过程中【对消息这个文件是不需要有任何变更操作的】,将文件从磁盘 copy 到 readBuffer 之后,直接发送到网卡了,这中间没有经过 socketBuffer。

看一遍就理解:零拷贝原理详解 - 知乎

5)批量传输与压缩消息

相关推荐
不爱编程的小陈10 小时前
探究raft的线性一致性读方法
分布式
devnullcoffee11 小时前
亚马逊Browse Node类目树数据采集实战:从PA-API到分布式爬虫
分布式·爬虫·亚马逊数据采集 api·亚马逊类目树数据·亚马逊 browse node·amazon 数据 api
song50114 小时前
多卡训练加速:HCCL 集合通信实战
分布式·python·flutter·ci/cd·分类
Evand J15 小时前
【MATLAB控制例程】(9)多无人机编队协同控制与三维轨迹规划仿真,附下载链接
开发语言·分布式·matlab·无人机·控制
5008417 小时前
ATC 做了什么:从 ONNX 到 .om
分布式·架构·开源·wpf·开源鸿蒙
霸道流氓气质17 小时前
分布式锁与事务配合:为什么锁要在事务提交后释放
分布式
muqsen21 小时前
Java 分布式相关面试题总结
java·开发语言·分布式
Devin~Y1 天前
大厂Java面试实录:Spring Boot微服务 + Redis缓存 + Kafka消息队列 + Prometheus链路追踪 + RAG向量检索
java·spring boot·redis·spring cloud·kafka·rabbitmq·spring mvc
phltxy1 天前
RabbitMQ 入门与安装
分布式·rabbitmq
阿坤带你走近大数据1 天前
Kafka的基本概念,基本用法及常见使用场景
分布式·kafka