(轉)Nginx中sendfile的做用

原文：https://blog.csdn.net/zhusixun/article/details/81702380

版權聲明：本文爲博主原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處連接和本聲明。
本文連接：https://blog.csdn.net/zhusixun/article/details/81702380
那麼sendfile是什麼東西，他是怎麼影響性能的… …  sendfile其實是 Linux2.0+之後的推出的一個系統調用，web服務器能夠經過調整自身的配置來決定是否利用 sendfile這個系統調用。先來看一下不用 sendfile的傳統網絡傳輸過程：

read(file,tmp_buf, len);

write(socket,tmp_buf, len);

硬盤 >> kernel buffer >> user buffer>> kernel socket buffer >>協議棧

標題
一個基於socket的服務，首先讀硬盤數據，而後寫數據到socket 來完成網絡傳輸的。上面2行用代碼解釋了這一點，不過上面2行簡單的代碼掩蓋了底層的不少操做。來看看底層是怎麼執行上面2行代碼的：

一、系統調用 read()產生一個上下文切換：從 user mode 切換到 kernel mode，而後 DMA 執行拷貝，把文件數據從硬盤讀到一個 kernel buffer 裏。

二、數據從 kernel buffer拷貝到 user buffer，而後系統調用 read() 返回，這時又產生一個上下文切換：從kernel mode 切換到 user mode。

三、 系統調用write()產生一個上下文切換：從 user mode切換到 kernel mode，而後把步驟2讀到 user buffer的數據拷貝到 kernel buffer（數據第2次拷貝到 kernel buffer），不過此次是個不一樣的 kernel buffer，這個 buffer和 socket相關聯。

四、系統調用 write()返回，產生一個上下文切換：從 kernel mode 切換到 user mode ，而後 DMA 從 kernel buffer拷貝數據到協議棧。

上面4個步驟有4次上下文切換，有4次拷貝，咱們發現若是能減小切換次數和拷貝次數將會有效提高性能。在kernel2.0+ 版本中，系統調用 sendfile() 就是用來簡化上面步驟提高性能的。sendfile() 不但能減小切換次數並且還能減小拷貝次數。

再來看一下用 sendfile()來進行網絡傳輸的過程：

sendfile(socket,file, len);

硬盤 >> kernel buffer (快速拷貝到kernelsocket buffer) >>協議棧

一、 系統調用sendfile()經過 DMA把硬盤數據拷貝到 kernel buffer，而後數據被 kernel直接拷貝到另一個與 socket相關的 kernel buffer。這裏沒有 user mode和 kernel mode之間的切換，在 kernel中直接完成了從一個 buffer到另外一個 buffer的拷貝。

二、DMA 把數據從 kernelbuffer 直接拷貝給協議棧，沒有切換，也不須要數據從 user mode 拷貝到 kernel mode，由於數據就在 kernel 裏。

簡單說，sendfile是個比 read 和 write 更高性能的系統接口， 不過須要注意的是，sendfile 是將 in_fd 的內容發送到 out_fd 。而 in_fd 不能是 socket ， 也就是隻能文件句柄。 因此當 Nginx 是一個靜態文件服務器的時候，開啓 SENDFILE 配置項能大大提升 Nginx 的性能。 可是當 Nginx 是做爲一個反向代理來使用的時候，SENDFILE 則沒什麼用了，由於 Nginx 是反向代理的時候。 in_fd 就不是文件句柄而是 socket，此時就不符合 sendfile 函數的參數要求了。