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
WHFENGHE4 小时前
输电线路分布式故障定位在线监测装置:技术解析与实际应用价值
分布式
johnny2336 小时前
Kafka系列之脚本使用
kafka
BD_Marathon6 小时前
【Kafka】
分布式·kafka
FinTech老王6 小时前
集中式 vs 分布式数据库:金融用户如何选择?——金仓数据库的双架构实践与选型指南
数据库·分布式·金融
Roye_ack8 小时前
【黑马点评 - 高级篇】Redis分布式缓存原理(Redis持久化 RDB AOF + 主从集群 哨兵 分片集群 + 多级缓存)
redis·分布式·缓存·aof·redis持久化·rdb·redis主从哨兵分片集群
b***59438 小时前
分布式WEB应用中会话管理的变迁之路
前端·分布式
Z_Easen8 小时前
RabbitMQ 技术深度解析:从核心概念到可靠性实践
分布式·rabbitmq
7***37459 小时前
HarmonyOS分布式能力的核心技术
分布式·华为·harmonyos
q***75189 小时前
RabbitMQ 客户端 连接、发送、接收处理消息
分布式·rabbitmq·ruby
昵称为空C10 小时前
kafka的替代品redpanda部署与SpringBoot集成使用案例
spring boot·后端·kafka