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
韩楚风35 分钟前
【参天引擎】事务生命周期 / MVCC / Undo / ACID / 分布式事务 功能域整体解析
数据库·分布式·mysql·架构·cantian
ACP广源盛139246256734 小时前
GSV6155@ACP# 搭配 AI 服务器、AI PC 完整适配方案
大数据·服务器·人工智能·分布式·单片机·嵌入式硬件
ZENERGY-众壹13 小时前
50MW分布式VPP接入实战:调度中心要求的1分钟频率如何不卡死API
运维·服务器·分布式·光伏运维
富士康质检员张全蛋13 小时前
Kafka的操作 生产消息
分布式·kafka
ClickHouseDB14 小时前
推出 CostBench:一个用于数据仓库成本性能的开放基准
大数据·分布式·spark
liulilittle14 小时前
麻将系统架构
服务器·网络·分布式·游戏·系统架构·通信
952361 天前
Redis - 应用
数据库·redis·分布式·缓存
衣乌安、1 天前
Redis 分布式锁与任务状态
数据库·redis·分布式
半夜修仙1 天前
RabbitMQ的推模式和拉模式
java·分布式·中间件·rabbitmq·github·java-rabbitmq
buligbulig1 天前
Hadoop环境安装和集群创建
大数据·hadoop·分布式