NIO学习笔记，从Linux IO演化模型到Netty—— Linux零拷贝

时间 2020-02-25

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这里只是感性地认识Linux零拷贝，不涉及具体细节。网络

1.Linux传统的数据拷贝socket

用户进程是不能直接访问文件系统的，要先切换到内核态，发起系统调用，DMA把磁盘中的数据写入内核空间，内核再把数据拷贝到用户空间，用户进程才能操做这些数据。spa

如上把磁盘上的文件发送到网络，将会发生4次状态切换，2次cpu拷贝。3d

2. 2.4版本前blog

（1）基于mmap(可修改数据)+write进程

将会有4次状态切换，1次cpu拷贝。ip

由于内存映射老是要对齐页边界（最小单位为4kb），因此可能会形成碎片空间的浪费，一个5kb的文件要映射占用8kb的空间，浪费了3kb。内存

（2）基于sendFile（不可修改数据，jdk nio中transferFrom，transferTo，数据从一个channel直接传输到另外一个channel即是依赖于此）it

将会有2次状态切换，1次cpu拷贝。pip

3. 2.4版本后，基于mmap(用于修改数据，后续版本中若是共享区为多个进程共有，将会写时复制，拷贝到用户空间)+gather

Linux 2.4 版本的内核对 sendfile 系统调用进行修改，为 DMA （要硬件支持）拷贝引入了 gather 操做。它将内核空间（kernel space）的读缓冲区（read buffer）中对应的数据描述信息（内存地址、地址偏移量）记录到相应的网络缓冲区（ socket buffer）中，由 DMA 根据内存地址、地址偏移量将数据批量地从读缓冲区（read buffer）拷贝到网卡设备中。

将有2次状态切换，0次cpu拷贝。

4. 2.6.17版本后，splice（用户进程不能修改数据）

splice 系统调用（不需硬件支持）能够在内核空间的读缓冲区（read buffer）和网络缓冲区（socket buffer）之间创建管道（pipeline），从而避免了二者之间的 CPU 拷贝操做。

将有2次状态切换，0次cpu拷贝。