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• 高性能的多分区、冗余副本集群架构

• 高性能网络模型NIO

        简单架构设计：

详细架构设计：

• 高性能的磁盘写技术

• 高性能的消息查找设计

        索引文件定位使用跳表的设计

        偏移量定位消息时使用稀疏索引：

• 高响应的磁盘拷贝技术

kafka采用sendFile()的零拷贝方式，磁盘DMA到内存，然后一次cpu copy到socket缓存，一次DMA到网卡完成数据发送。

• 粘性分区算法

如下图，6条消息采用key可能分三次发送到三个不同的分区，需要3次网络请求。如果没有key将封住成一个批次发送。这样一次网路请求就可以发送多条消息，大大提高了效率。

• 批处理、内存池设计

将多个同分区的消息，一次批量发送到server，大大减少了网络IO的消耗。

BufferPool 总大小为16k固定大小加上一个avaliableMemory（存储大消息），每个batch申请内存释放内存，循环往复。

• 多线程协同设计

图是发送消息主线程和发送网络请求sender线程配合获取元数据的流程:

• 高性能、安全的数据结构

RecordAccumulator中存储了每个分区对应的消息队列，在发送消息时会经常读取队列将消息加入到队列中。所以在batches设计时需要考虑到高性能、高并发的。

private final ConcurrentMap<TopicPartition, Deque<ProducerBatch>> batches;

• 分段锁的设计思想

• 粘包黏包解决

读取数据时kafka采用了4字节标识数据长度来避免粘包黏包的问题：