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Kafka 的性能快这是大厂 Java 面试常常问的一个话题，上面我就重点解说 Kafka 为什么性能这么快的 4 大外围起因 @mikechen
1、页缓存技术
Kafka 是基于操作系统 的页缓存 (page cache) 来实现文件写入的，咱们也能够称之为 os cache，意思就是操作系统本人治理的缓存。
Kafka 在写入磁盘文件的时候，能够间接写入这个 os cache 里，也就是仅仅写入内存中，接下来由操作系统本人决定什么时候把 os cache 里的数据真的刷入磁盘文件中。
通过这一个步骤，就能够将磁盘文件写性能晋升很多了，因为其实这里相当于是在写内存，不是在写磁盘，原理图如下：
2、磁盘程序写
另一个次要性能是 kafka 写数据的时候，是以磁盘程序写的形式来写的，也就是说仅仅将数据追加到文件的开端，不是在文件的随机地位来批改数据。
为什么要采纳磁盘程序写？
实现一次磁盘 IO，须要通过寻道、旋转和数据传输三个步骤：
- 寻道（工夫）：磁头挪动定位到指定磁道;
- 旋转提早（工夫）：期待指定扇区从磁头下旋转通过；
- 数据传输（工夫）：数据在磁盘、内存与网络之间的理论传输。
首先必须找到柱面，即磁头须要挪动对准相应磁道，这个过程叫做寻道，所消耗工夫叫做寻道工夫，而后指标扇区旋转到磁头下, 这个过程消耗的工夫叫做旋转工夫。
怎么样能力进步磁盘的读写效率呢?
即采纳磁盘程序写，这样就不须要寻道工夫，只需很少的旋转工夫，将数据追加到文件的开端，不是在文件的随机地位来批改数据。
基于下面两点，kafka 就实现了写入数据的超高性能。
3、零拷贝
先来看看非零拷贝的状况，如下图所示：
能够看到数据的拷贝从内存拷贝到 Kafka 服务过程那块，又拷贝到 Socket 缓存那块，整个过程消耗的工夫比拟高。
Kafka 利用了 Linux 的 sendFile 技术（NIO），省去了过程切换和一次数据拷贝，让性能变得更好，如下图所示：
通过 零拷贝技术，就不须要把 os cache 里的数据拷贝到利用缓存，再从利用缓存拷贝到 Socket 缓存了，两次拷贝都省略了，所以叫做零拷贝。
4、分区分段 + 索引
Kafka 的 message 是按 topic 分 类存储的，topic 中的数据又是依照一个一个的 partition 即分区存储到不同 broker 节点。每个 partition 对应了操作系统上的一个文件夹，partition 实际上又是依照 segment 分段存储的。
通过这种分区分段的设计，Kafka 的 message 音讯实际上是分布式存储在一个一个小的 segment 中的，每次文件操作也是间接操作的 segment。为了进一步的查问优化，Kafka 又默认为分段后的数据文件建设了索引文件，就是文件系统上的.index 文件。这种分区分段 + 索引的设计，不仅晋升了数据读取的效率，同时也进步了数据操作的并行度。
以上
作者简介
陈睿 |mikechen,10 年 + 大厂架构教训,《BAT 架构技术 500 期》系列文章作者，分享十余年 BAT 架构教训以及面试心得!
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