# *Kafka Neden Performanslı*

### **1. Disk Üzerinde Sekansiyel Yazım**

### **Kafka’da Sekansiyel Yazma Nedir?**

- Kafka, mesajları disk üzerine **sıralı (sekansiyel)** olarak yazar. Bu, mesajların rastgele pozisyonlara yazılmasından çok daha hızlıdır.
- Gelen tüm mesajlar, bir **partition log dosyasının sonuna eklenir**. Yeni bir mesaj geldiğinde Kafka, diskteki mevcut dosyanın sonuna yazar.

### **Neden Sekansiyel Yazma Hızlıdır?**

- **Disklerin Yapısı:**
    - Geleneksel disklerde (HDD) kafa, rastgele yazma işlemi için sürekli hareket ederken, sekansiyel yazma sırasında bu hareket minimumdur.
    - SSD’lerde bile rastgele yazma daha maliyetlidir; sekansiyel yazma ise sürekli olarak yüksek performans sağlar.
- **OS Disk Ön Belleği (Page Cache):**
    - Kafka, işletim sisteminin disk ön belleğini (page cache) kullanır. Bu, fiziksel diske yazmadan önce mesajları RAM üzerinden tamponlayarak daha hızlı bir işlem sağlar.

### **Kafka’da Uygulama:**

- Her partition bir **log dosyası** ile temsil edilir ve mesajlar sadece log dosyasının sonuna eklenir.
- Rastgele erişim ya da mesaj güncelleme işlemleri yapılmaz; bu nedenle işlem minimum ek yükle gerçekleştirilir.

---

### **3. Sıfır Kopya (Zero Copy) Mekanizması**

### **Zero Copy Nedir?**

- Geleneksel veri aktarımında, veriler diskten belleğe alınır, uygulama katmanına taşınır ve ardından ağa gönderilir. Bu süreçte:
    - Veri birkaç kez kopyalanır.
    - Fazladan CPU ve bellek kullanımı oluşur.
- Kafka, **zero-copy** mekanizması ile bu kopyalama işlemlerini atlar:
    - Mesajlar doğrudan diskteki log dosyasından işletim sistemi tarafından **ağ üzerinden tüketicilere** aktarılır.
    - Kafka'nın uygulama katmanı bu veriyi işlemeye dahil olmaz.

### **Nasıl Çalışır?**

1. **Mesajlar Diske Yazılır:**
    - Producer tarafından gönderilen mesajlar disk üzerinde log dosyalarına eklenir (sekansiyel olarak).
2. **Consumer Mesaj İster:**
    - Consumer, belirli bir partition ve offset’ten mesajları okuma isteği gönderir.
3. **Zero-Copy Transfer:**
    - Kafka, işletim sistemine “bu dosyadaki şu veri aralığını şu sokete aktar” komutunu verir.
    - İşletim sistemi, veriyi bellekte kopyalamadan doğrudan diskten ağ soketine gönderir.

---

### **5. Bellek Kullanımı ve İşletim Sistemi Entegrasyonu**

### **Kafka’nın Bellek Yönetimi:**

- Kafka, mesajları bellekte tutmak yerine disk üzerine yazar. Ancak bu, performans sorununa neden olmaz çünkü:
    - Kafka, işletim sisteminin **page cache** (disk önbelleği) özelliğini kullanır.
    - Bu özellik sayesinde Kafka, verileri fiziksel diske yazmak yerine önce bellekte saklar ve diske senkronizasyonu işletim sistemi üzerinden yönetir.

### **Page Cache Kullanımı:**

- Gelen mesajlar diske yazılmadan önce işletim sistemi tarafından RAM’de önbelleğe alınır.
- Tüketici, mesajı okumak istediğinde:
    - Veri hâlâ page cache’dedir → Doğrudan bellekten okunur.
    - Veri page cache’den düşmüşse → Diskten okunur.

### **Neden Bellek Tüketimi Azdır?**

- Kafka, mesajları uygulama belleğinde tutmaz.
- İşletim sistemi, belleği kendi önceliklerine göre yönetir ve Kafka’dan bağımsız olarak belleği verimli bir şekilde kullanır.

### **Sonuç:**

- Kafka, kendi belleğini yoğun şekilde kullanmadan işletim sisteminin özelliklerinden faydalanır. Bu sayede, büyük miktarda veri işlemesine rağmen düşük bellek tüketimi sağlar.