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Daily Study

更新: 5/20/2025 字数: 0 字 时长: 0 分钟

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Kafka深度学习

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Kafka是如何实现高吞吐率的

Kafka的设计是把所有的消息都写入速度低容量大的硬盘,以此来换取更强的存储能力,但实际上,使用硬盘并没有带来过多的性能损失。kafka主要使用了以下几个方式实现了超高的吞吐率:

  • 顺序读写:partition顺序读写,充分利用磁盘特性
  • 零拷贝
  • 文件分段
  • 批量发送
  • 数据压缩

其中针对零拷贝的原理具体如下:

  • 使用了mmap映射。Producer生产的数据持久化到broker,采用mmap文件映射,实现顺序的快速写入。mmap映射简单描述其作用就是:将磁盘文件映射到内存, 用户通过修改内存就能修改磁盘文件。它的工作原理是直接利用操作系统的Page来实现文件到物理内存的直接映射。完成映射之后你对物理内存的操作会被同步到硬盘上(操作系统在适当的时候)因此mmap有一个缺陷是不可靠,因为mmap中的数据通常不是真正的立马就写到硬盘中。
  • 使用了零拷贝 sendfile(in,out)Customerbroker读取数据,采用sendfile,将磁盘文件读到OS内核缓冲区后,直接转到socket buffer进行网络发送。sendfile的原理是数据直接在内核完成输入和输出,不需要拷贝到用户空间再写出去。例如linux中磁盘数据通过 DMA 拷贝到内核态 Buffer 后,直接通过 DMA 拷贝到 NIC Buffer(socket buffer),无需 CPU 拷贝。

Mysql索引相关

Mysql索引优化/失效

原来问索引优化可以类比到索引失效的场景~

基本规则:查询的条件字段尽量用索引字段

  • and/or条件相连:and条件相连,有一列有索引就会命中索引,加快查询速度;or条件相连,所有列都有索引才能命中索引,加快查询速度;
  • like语句的前导模糊查询不能使用索引:select * from doc where title like '%XX ';
  • union、in、or 都能够命中索引,建议使用 in
  • 负向条件查询不能使用索引:负向条件有:!=、<>、not in、not exists、not like 等。可以优化成 in 查询
  • 联合索引最左前缀原则
  • 不能使用索引中范围条件右边的列(范围列可以用到索引),范围列之后列的索引全失效:索引最多用于一个范围列,如果查询条件中有两个范围列则无法全用到索引,范围条件有:<、<=、>、>=、between
  • 不要在索引列上面做任何操作(计算、函数),否则会导致索引失效而转向全表扫描
  • 强制类型转换会全表扫描:字符串类型不加单引号会导致索引失效,因为mysql会自己做类型转换,相当于在索引列上进行了操作,例如 select * from user where phone=13800001234,应该 phone = '13...'
  • 更新十分频繁、数据区分度不高的列不宜建立索引
  • 利用覆盖索引来进行查询操作,避免回表,减少select * 的使用
  • 索引不会包含有NULL值的列:只要列中包含有NULL值都将不会被包含在索引中,复合索引中只要有一列含有NULL值,那么这一列对于此复合索引就是无效的。所以我们在数据库设计时,尽量使用not null 约束以及默认值
  • is null, is not null无法使用索引:
  • 如果有order bygroup by的场景,请注意利用索引的有序性:order by 最后的字段是组合索引的一部分,并且放在索引组合顺序的最后,避免出现file_sort 的情况,影响查询性能。例如对于语句 where a=? and b=? order by c,可以建立联合索引(a,b,c)
  • 使用短索引(前缀索引):对列进行索引,如果可能应该指定一个前缀长度。例如,如果有一个CHAR(255)的列,如果该列在前10个或20个字符内,可以做到既使得前缀索引的区分度接近全列索引,那么就不要对整个列进行索引。因为短索引不仅可以提高查询速度而且可以节省磁盘空间和I/O操作,减少索引文件的维护开销。可以使用count(distinct leftIndex(列名, 索引长度))/count(*) 来计算前缀索引的区分度。但缺点是不能用于 ORDER BYGROUP BY 操作,也不能用于覆盖索引
  • 利用延迟关联或者子查询优化超多分页场景:这里说的是具体查询很多页中的某一页,可以利用offset,先快速定位需要获取的id段,然后再关联:select a.* from 表1 a,(select id from 表1 where 条件 limit100000,20 ) b where a.id=b.id;
  • 如果明确知道只有一条结果返回,limit 1 能够提高效率
  • 单表索引建议控制在5个以内
  • SQL 性能优化 explain 中的 type:至少要达到 range 级别,要求是 ref 级别,如果可以是 consts 最好
    • consts:单表中最多只有一个匹配行(主键或者唯一索引),在优化阶段即可读取到数据。
    • ref:使用普通的索引(Normal Index)。
    • range:对索引进行范围检索。
    • type=index 时,索引物理文件全扫,速度非常慢。
  • 业务上具有唯一特性的字段,即使是多个字段的组合,也必须建成唯一索引

Mysql索引用/不用

使用索引:

  • 主键自动建立唯一索引。
  • 经常作为查询条件在WHERE或者ORDER BY 语句中出现的列要建立索引。
  • 查询中与其他表关联的字段,外键关系建立索引。
  • 经常用于聚合函数的列要建立索引,如min(),max()等的聚合函数。

不用索引:

  • 经常增删改的列不要建立索引。
  • 有大量重复的列不建立索引。
  • 表记录太少不要建立索引,因为数据较少,可能查询全部数据花费的时间比遍历索引的时间还要短,索引就可能不会产生优化效果 。

菜就多练

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