kafka入门(七)：kafka实现高吞吐量

kafka 高吞吐量

顺序写入磁盘

Kafka 使用 磁盘来存储和缓存消息。

Kafka 只能在日志文件的尾部追加新的消息，也就是 顺序写入磁盘。

顺序写入磁盘，让 Kafka 能实现更高的吞吐量。

页缓存

Kafka中大量使用页缓存，这是Kafka 实现高吞吐的重要因素之一。

页缓存，是操作系统实现的一种磁盘存储，用来减少对磁盘 IO 的操作。就是 把磁盘中的数据缓存到内存中，把对磁盘的访问变为对内存的访问。

当一个进程准备读取磁盘上的文件内容时，操作系统会先查看待读取的数据所在的页(page) 是否在页缓存(pageCache) 中，如果存在则直接返回数据，从而避免了对物理磁盘的 IO 操作。如果没有，则操作系统会向磁盘发起读取请求并将读取的数据页存入页缓存中，之后再将数据返回给进程。

当一个进程准备将数据写入磁盘时，操作系统也会检查数据对应的页是否在页缓存中，如果不存在，则先在页缓存中添加相应的页，最后将数据写入对应的页。被修改过的页也就变成了脏页，操作系统会在合适的时间，把脏页中的数据写入磁盘，以保持数据的一致性。

零拷贝

除了 顺序写入磁盘、页缓存，Kafka 还使用 零拷贝 (Zero-Copy) 来提升性能。

零拷贝就是指将数据直接从磁盘文件复制到网卡设备中，而不需要经过应用程序。减少了内核和用户模式之间的上下文切换。

对 Linux 系统而言，零拷贝技术依赖于底层的 sendfile() 方法实现。

对 Java 语言，FileChannal.transferTo() 方法的底层实现就是 sendfile() 方法。

资料来源：

《深入理解Kafka：核心设计与实践原理》