来源：mikechen的互联网架构
Kafka可以做到每秒百万级的超高并发写入，为什么"Kafka可以做到如此快"，下面我就重点讲解Kafka高性能背后的4大核心原因
磁盘顺序写
Kafka 采用顺序写入日志文件的方式，这种方式比随机写入快得多。
为什么采用磁盘顺序写要快很多呢？如下图所示：
一般，完成一次磁盘 I/O（输入/输出）操作，通常需要经历以下三个主要步骤：寻道、旋转、和数据传输。
寻道：磁头从当前位置，移动到包含目标数据的轨道，这个过程可能需要几毫秒时间；
旋转：盘片旋转直到目标数据正好位于磁头下方，通常也需要几毫秒时间；
传输：磁头读取、或写入数据，数据通过磁盘接口传输到主存储器、或从主存储器传输到磁盘。
由于寻道时间、和旋转延迟，是机械硬盘中较为耗时的部分，如果减少这两者的操作，就会极大的提升数据“读和写”的性能。
怎么才能减少呢？那就是采用顺序写，如下图所示：
采用顺序写入，可以极大的减少了磁头移动、和盘片旋转所需的时间，而且，数据还可以连续地写入、或读取数据。
即使在固态硬盘（SSD）上，顺序写入也优于随机写入，尽管 SSD 没有机械运动部件，但其内部的闪存块管理、和写入放大效应也会使得顺序写入更加高效。
零拷贝
Kafka 的零拷贝技术是其高性能的关键因素之一，因为：零拷贝技术通过减少数据在内存中的复制次数，从而，提高了数据传输的效率。
在传统的数据传输过程中，数据从磁盘读取到应用程序的内存，再从应用程序的内存，写入到网络缓冲区，这涉及多次数据拷贝。
如下图所示：
上图的：“1”、和“2”就是涉及到多次数据拷贝，如果能减少拷贝次数，也必然会提升性能。
优化后，如下图所示：
减少了：“1”、和“2”的数据拷贝，直接从os cache把数据发送到了网卡，也就是说：数据直接从内核空间的文件缓存传输到网络缓冲区。
这样就减少了数据拷贝的次数，不需要：把 ”os cache 里的数据拷贝到应用缓存“，再从”应用缓存拷贝到 Socket 缓存“，减少了两次拷贝。
这样，Kafka 采用零拷贝技术，通过减少数据在内存中的复制次数，降低了 CPU 和内存带宽的负担，也显著提高了数据传输性能。
页缓存技术
Kafka 在写入磁盘文件时，可以利用操作系统的页缓存机制，从而实现先写入内存（即操作系统缓存）。
然后由操作系统，异步地将数据刷写到磁盘，这种方法提高了写入性能，减少了延迟。
如下图所示：
大致流程如下：
1、应用程序写入数据
Kafka 调用文件系统接口，将数据写入文件。
2、操作系统缓存
操作系统将数据写入页缓存，而不是立即写入磁盘。
3、异步刷写
操作系统在后台异步地将页缓存中的数据写入磁盘，这通常由操作系统的脏页写回（Dirty Page Writeback）机制来完成，定期将脏页写入磁盘。
通过以上利用页缓存步骤，Kafka 的写入操作可以快速完成，减少了写入延迟，提高了系统的吞吐量。
内存映射文件
Kafka 利用内存映射文件（Memory-Mapped Files），将磁盘上的数据直接映射到内存中，从而加快数据的访问速度。
使用操作系统提供的 mmap 系统调用，将文件的一部分、或全部内容，映射到进程的虚拟内存地址空间。
映射完成后，文件内容可以像访问普通内存一样直接进行读写操作，无需显式的文件 I/O 调用。
这种方式，利用操作系统的虚拟内存管理机制来高效地管理大量数据。
除此之外，Kafka还优化了：消息存储格式、协议、集群...等，从而做到了如此高性能。
以上