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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)
。Customer
从broker
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
等 - 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 by
、group 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 BY
和GROUP 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。- 当
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 。