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
海上小飞龙7 小时前
Redis 分布式锁原理:从 SET NX EX 到 Redisson 看门狗
数据库·redis·分布式
明达智控技术9 小时前
国产PLC、远程IO模块在食品包装机的应用
分布式·自动化
YOU OU14 小时前
RabbitMQ应用问题
分布式·rabbitmq
YOU OU17 小时前
RabbitMQ高级特性
分布式·rabbitmq
富士康质检员张全蛋17 小时前
Kafka 事物
kafka
珠***格1 天前
双碳目标下:四可装置如何助力光伏消纳与碳数据上报
网络·人工智能·分布式·安全·边缘计算
科力锐品牌君1 天前
行业龙头|科力锐全链路防勒索 + 多中心容灾方案,构筑河南翔宇医疗业务安全闭环!
网络·数据库·分布式·安全·数据安全·备份
wear工程师1 天前
Kafka 消费者心跳正常,为什么还会被踢出组?拆清 max.poll.interval.ms
java·kafka
WHS-_-20221 天前
基于网络感知自适应树与辅助路由加速地理分布式机器学习
网络·分布式·机器学习
Kripath_Rion1 天前
带你速通计算机经典论文(一):分布式系统篇
分布式·后端·架构