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

sendfile 和 mmap 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
8Qi82 小时前
DDD架构演进
java·分布式·mvc·ddd
方方洛3 小时前
ray教程-23-附录C-术语表
人工智能·分布式·机器学习
皮皮林5513 小时前
Kafka 怎么保证消费只消费一次的?
kafka
茶海棠8 小时前
Hadoop+zookeeper+HBase+Kafka集群搭建全流程
hadoop·zookeeper·kafka·hbase
海棠Flower未眠10 小时前
下单请求处理流程:商品维度分布式锁与 Redis 预扣库存
redis·分布式·junit
罗四强11 小时前
第10篇:打包上架:签名、打包 HAP、发布到华为应用市场
分布式·操作系统·harmonyos·arkts·鸿蒙系统
秋饼12 小时前
Redis 全面解析:从数据结构到主从/哨兵/集群、分布式锁与面试高频考点,代码到原理一次讲透
数据库·redis·分布式·面试·后端开发
二月夜12 小时前
Redis 高频面试题全解:缓存三大问题、大 key 治理与分布式锁之争(2026 招聘 JD 真题复盘)
redis·分布式·后端·缓存
后台模板学习12 小时前
Kafka 与 RabbitMQ 在用户认证与权限管理场景
kafka·rabbitmq·linq
樱花落木兰12 小时前
Redis 消息队列的可靠性演进:从 List、Pub/Sub 到 Stream 消费者组,以及 8.x 版本改变了什么
java·开发语言·经验分享·redis·分布式·python·软件工程