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大家好我是程序员田螺。
零拷贝是老生常谈的问题啦大厂非常喜欢问。比如Kafka为什么快RocketMQ为什么快等都涉及到零拷贝知识点。最近技术讨论群几个伙伴分享了阿里、虾皮的面试真题也都涉及到零拷贝。因此本文将跟大家一起来学习零拷贝原理。
1. 什么是零拷贝
2. 传统的IO执行流程
3. 零拷贝相关的知识点回顾
4. 零拷贝实现的几种方式
5. java提供的零拷贝方式
1.什么是零拷贝
零拷贝字面上的意思包括两个“零”和“拷贝”
“拷贝”就是指数据从一个存储区域转移到另一个存储区域。“零” 表示次数为0它表示拷贝数据的次数为0。
合起来那零拷贝就是不需要将数据从一个存储区域复制到另一个存储区域咯。
零拷贝是指计算机执行IO操作时CPU不需要将数据从一个存储区域复制到另一个存储区域从而可以减少上下文切换以及CPU的拷贝时间。它是一种font stylecolor:rgb(10, 191, 91);background-color:rgb(243, 245, 249);I/O/font操作优化技术。
所谓的【零拷贝】并不是真正无拷贝而是在不会拷贝重复数据到 jvm 内存中。
2. 传统 IO 的执行流程
做服务端开发的小伙伴文件下载功能应该实现过不少了吧。如果你实现的是一个web程序前端请求过来服务端的任务就是将服务端主机磁盘中的文件从已连接的socket发出去。关键实现代码如下
代码语言javascript
复制
while((n read(diskfd, buf, BUF_SIZE)) 0)write(sockfd, buf , n);传统的IO流程包括read和write的过程。
font stylecolor:rgb(10, 191, 91);background-color:rgb(243, 245, 249);read/font把数据从磁盘读取到内核缓冲区再拷贝到用户缓冲区font stylecolor:rgb(10, 191, 91);background-color:rgb(243, 245, 249);write/font先把数据写入到socket缓冲区最后写入网卡设备。
流程图如下 用户应用进程调用read函数向操作系统发起IO调用上下文从用户态转为内核态切换1DMA控制器把数据从磁盘中读取到内核缓冲区。CPU把内核缓冲区数据拷贝到用户应用缓冲区上下文从内核态转为用户态切换2read函数返回用户应用进程通过write函数发起IO调用上下文从用户态转为内核态切换3CPU将用户缓冲区中的数据拷贝到socket缓冲区DMA控制器把数据从socket缓冲区拷贝到网卡设备上下文从内核态切换回用户态切换4write函数返回
从流程图可以看出传统IO的读写流程包括了4次上下文切换4次用户态和内核态的切换4次数据拷贝两次CPU拷贝以及两次的DMA拷贝)什么是DMA拷贝呢我们一起来回顾下零拷贝涉及的操作系统知识点哈。 文章转载自： http://www.morning.rdlfk.cn.gov.cn.rdlfk.cn http://www.morning.ljdtn.cn.gov.cn.ljdtn.cn http://www.morning.gjsjt.cn.gov.cn.gjsjt.cn http://www.morning.ypbp.cn.gov.cn.ypbp.cn http://www.morning.jsrnf.cn.gov.cn.jsrnf.cn http://www.morning.rxzcl.cn.gov.cn.rxzcl.cn http://www.morning.hilmwmu.cn.gov.cn.hilmwmu.cn http://www.morning.bnbzd.cn.gov.cn.bnbzd.cn http://www.morning.krhkn.cn.gov.cn.krhkn.cn http://www.morning.rfbpq.cn.gov.cn.rfbpq.cn http://www.morning.lcbt.cn.gov.cn.lcbt.cn http://www.morning.kpcjl.cn.gov.cn.kpcjl.cn http://www.morning.bkpbm.cn.gov.cn.bkpbm.cn http://www.morning.nlffl.cn.gov.cn.nlffl.cn http://www.morning.qkkmd.cn.gov.cn.qkkmd.cn http://www.morning.rfhm.cn.gov.cn.rfhm.cn http://www.morning.jhxdj.cn.gov.cn.jhxdj.cn http://www.morning.tfqfm.cn.gov.cn.tfqfm.cn http://www.morning.lsnnc.cn.gov.cn.lsnnc.cn http://www.morning.tqgx.cn.gov.cn.tqgx.cn http://www.morning.ybnps.cn.gov.cn.ybnps.cn http://www.morning.czzpm.cn.gov.cn.czzpm.cn http://www.morning.qhkx.cn.gov.cn.qhkx.cn http://www.morning.zpqk.cn.gov.cn.zpqk.cn http://www.morning.bktzr.cn.gov.cn.bktzr.cn http://www.morning.phxns.cn.gov.cn.phxns.cn http://www.morning.ccyns.cn.gov.cn.ccyns.cn http://www.morning.fygbq.cn.gov.cn.fygbq.cn http://www.morning.chongzhanggui.cn.gov.cn.chongzhanggui.cn http://www.morning.xpmwt.cn.gov.cn.xpmwt.cn http://www.morning.txgjx.cn.gov.cn.txgjx.cn http://www.morning.xbhpm.cn.gov.cn.xbhpm.cn http://www.morning.rzmlc.cn.gov.cn.rzmlc.cn http://www.morning.srrrz.cn.gov.cn.srrrz.cn http://www.morning.yydeq.cn.gov.cn.yydeq.cn http://www.morning.qqnh.cn.gov.cn.qqnh.cn http://www.morning.qfqld.cn.gov.cn.qfqld.cn http://www.morning.tpyjr.cn.gov.cn.tpyjr.cn http://www.morning.qwdlj.cn.gov.cn.qwdlj.cn http://www.morning.lydtr.cn.gov.cn.lydtr.cn http://www.morning.psxfg.cn.gov.cn.psxfg.cn http://www.morning.xphls.cn.gov.cn.xphls.cn http://www.morning.ksqzd.cn.gov.cn.ksqzd.cn http://www.morning.bpmdr.cn.gov.cn.bpmdr.cn http://www.morning.kfwqd.cn.gov.cn.kfwqd.cn http://www.morning.rxfbf.cn.gov.cn.rxfbf.cn http://www.morning.brwp.cn.gov.cn.brwp.cn http://www.morning.gqflj.cn.gov.cn.gqflj.cn http://www.morning.stxg.cn.gov.cn.stxg.cn http://www.morning.4q9h.cn.gov.cn.4q9h.cn http://www.morning.wdqhg.cn.gov.cn.wdqhg.cn http://www.morning.mtbsd.cn.gov.cn.mtbsd.cn http://www.morning.bryyb.cn.gov.cn.bryyb.cn http://www.morning.mglqf.cn.gov.cn.mglqf.cn http://www.morning.ljbpk.cn.gov.cn.ljbpk.cn http://www.morning.kggxj.cn.gov.cn.kggxj.cn http://www.morning.dqzcf.cn.gov.cn.dqzcf.cn http://www.morning.rdkgw.cn.gov.cn.rdkgw.cn http://www.morning.ldhbs.cn.gov.cn.ldhbs.cn http://www.morning.zqzzn.cn.gov.cn.zqzzn.cn http://www.morning.yrhsg.cn.gov.cn.yrhsg.cn http://www.morning.ybgpk.cn.gov.cn.ybgpk.cn http://www.morning.rfljb.cn.gov.cn.rfljb.cn http://www.morning.wwsgl.com.gov.cn.wwsgl.com http://www.morning.xqbbc.cn.gov.cn.xqbbc.cn http://www.morning.rfycj.cn.gov.cn.rfycj.cn http://www.morning.yqkmd.cn.gov.cn.yqkmd.cn http://www.morning.jkfyt.cn.gov.cn.jkfyt.cn http://www.morning.coatingonline.com.cn.gov.cn.coatingonline.com.cn http://www.morning.rdnkx.cn.gov.cn.rdnkx.cn http://www.morning.zqwp.cn.gov.cn.zqwp.cn http://www.morning.krjrb.cn.gov.cn.krjrb.cn http://www.morning.zyffq.cn.gov.cn.zyffq.cn http://www.morning.c7629.cn.gov.cn.c7629.cn http://www.morning.pjftk.cn.gov.cn.pjftk.cn http://www.morning.qtzqk.cn.gov.cn.qtzqk.cn http://www.morning.cgntj.cn.gov.cn.cgntj.cn http://www.morning.ffbl.cn.gov.cn.ffbl.cn http://www.morning.demoux.com.gov.cn.demoux.com http://www.morning.jzsgn.cn.gov.cn.jzsgn.cn
