NIO學習筆記，從Linux IO演化模型到Netty—— Linux零拷貝

時間 2020-02-25

標籤 nio 學習筆記 linux 演化模型 netty 拷貝欄目 Netty 简体版

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這裏只是感性地認識Linux零拷貝，不涉及具體細節。網絡

1.Linux傳統的數據拷貝socket

用戶進程是不能直接訪問文件系統的，要先切換到內核態，發起系統調用，DMA把磁盤中的數據寫入內核空間，內核再把數據拷貝到用戶空間，用戶進程才能操做這些數據。spa

如上把磁盤上的文件發送到網絡，將會發生4次狀態切換，2次cpu拷貝。3d

2. 2.4版本前blog

（1）基於mmap(可修改數據)+write進程

將會有4次狀態切換，1次cpu拷貝。ip

由於內存映射老是要對齊頁邊界（最小單位爲4kb），因此可能會形成碎片空間的浪費，一個5kb的文件要映射佔用8kb的空間，浪費了3kb。內存

（2）基於sendFile（不可修改數據，jdk nio中transferFrom，transferTo，數據從一個channel直接傳輸到另外一個channel即是依賴於此）it

將會有2次狀態切換，1次cpu拷貝。pip

3. 2.4版本後，基於mmap(用於修改數據，後續版本中若是共享區爲多個進程共有，將會寫時複製，拷貝到用戶空間)+gather

Linux 2.4 版本的內核對 sendfile 系統調用進行修改，爲 DMA （要硬件支持）拷貝引入了 gather 操做。它將內核空間（kernel space）的讀緩衝區（read buffer）中對應的數據描述信息（內存地址、地址偏移量）記錄到相應的網絡緩衝區（ socket buffer）中，由 DMA 根據內存地址、地址偏移量將數據批量地從讀緩衝區（read buffer）拷貝到網卡設備中。

將有2次狀態切換，0次cpu拷貝。

4. 2.6.17版本後，splice（用戶進程不能修改數據）

splice 系統調用（不需硬件支持）能夠在內核空間的讀緩衝區（read buffer）和網絡緩衝區（socket buffer）之間創建管道（pipeline），從而避免了二者之間的 CPU 拷貝操做。

將有2次狀態切換，0次cpu拷貝。