为什么kafka效率这么高?

本文主要探讨了Kafka IO效率高的原因。写入数据时,Kafka将随机IO变为顺序IO,提升写入速度;读取数据基于sendfile实现Zero Copy,减少数据拷贝次数;采用批量压缩,将多个消息一起压缩。此外,生产者生产消息时采用批量发送和双线程,提高发送效率。

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kafka的IO效率这么高的原因:

(1)第一个是在写入数据的时候第一个就是因为kafka是顺序写入数据的,把普通的那种随机IO变成了顺序IO,这样的话写入数据的速度就比较快

(2)第二个就是kafka读取数据的时候是基于sendfile实现Zero Copy

传统的数据读取的流程是:

  1. 基于sendfile实现Zero Copy调用read函数,文件数据被copy到内核缓冲区
  2. read函数返回,文件数据从内核缓冲区copy到用户缓冲区
  3. write函数调用,将文件数据从用户缓冲区copy到内核与socket相关的缓冲区。
  4. 数据从socket缓冲区copy到相关协议引擎。

但是kafka的读取时这样的:

  1. sendfile系统调用,文件数据被copy至内核缓冲区
  2. 再从内核缓冲区copy至内核中socket相关的缓冲区
  3. 最后再socket相关的缓冲区copy到协议引擎

(3)第三个就是kafka的数据压缩,Kafka使用了批量压缩,即将多个消息一起压缩而不是单个消息压缩

下面这个图就是传统的数据读取:

在这里插入图片描述
这个是kafka使用的零拷贝的数据读取:
在这里插入图片描述
(4)第二个就是kafka的生产者在进行生产消息的时候,采用的是批量发送和双线程,其实就是使用了双线程,主线程和Sender线程。主线程负责将消息置入客户端缓存,Sender线程负责从缓存中发送消息,而这个缓存会聚合多个消息为一个批次。有些消息中间件会把消息直接扔到broker

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