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
Francek Chen14 小时前
【大数据处理与分析】数据仓库Hive:04 数据仓库Hive概述
大数据·数据仓库·hive·hadoop·分布式
Gl�ria16 小时前
Hadoop/YARN 集群缩容:下线DN节点
大数据·hadoop·分布式
吉甫作诵17 小时前
Kafka 集群安装与运维实战:消费组排查、Offset 重置与副本重分配
大数据·运维·分布式·kafka·消息队列
imDwAaY18 小时前
消息队列四大核心问题:顺序性、幂等性、可靠性与一致性
学习·kafka·rabbitmq
wno7041 天前
Spring Boot整合Kafka
spring boot·kafka
是Dream呀2 天前
Harness 工程:让 Agent 真正把任务做完
人工智能·分布式·缓存·agent
yt004yt2 天前
绿岛数字化平台搭建:VOCs 监测与能碳数据一体化方案
大数据·分布式
天天喝旺仔2 天前
分布式服务容错实战:用 Sentinel 实现限流、熔断与降级
分布式·微服务·云原生·sentinel
音符犹如代码2 天前
Kafka 接入 AI 的三条路线:MCP 提案、会话记忆与实时上下文
java·大数据·ai·kafka