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
lisanmengmeng11 小时前
分布式追踪与监控:Skywalking介绍(一)
分布式·skywalking
HanhahnaH12 小时前
Redis单线程和Tair多线程架构设计对比
分布式·缓存
rustfs12 小时前
MinIO 国产开源平替正式 GA
分布式·docker·云原生·rust
螺蛳粉 螺蛳粉14 小时前
MySQL 分布式集群系列 · 第五篇——全方位对比:NDB、MGR、主从复制、分库分表怎么选?
数据库·分布式·mysql
孙启超16 小时前
【AI开发之Rust】第 7 课:错误处理 —— panic、Result 与 `?`
人工智能·分布式·后端·爬虫·spring cloud·架构·rust
九皇叔叔18 小时前
Seata——把分布式事务理论落到 Java 微服务实践
分布式·分布式事务·cap·base·saga
程序员黎剑1 天前
RabbitMQ-消息可靠性-publisher-confirm持久化与手动ack
分布式·rabbitmq·ruby
比奥利奥还傲.1 天前
哪吒监控面板实战:部署 Dashboard、接入 Agent、钉钉告警,再配置固定公网访问
网络·人工智能·分布式·1024程序员节
A.说学逗唱的Coke1 天前
【大模型专题】别再用 HTTP 直连 Agent 了:用 Kafka 承载 A2A 协议,从 PoC 走到生产
人工智能·kafka·a2a
拼图2092 天前
Git常用语法
分布式·git·学习