在操作系统中,从内核的形态区分,可以分为内核态(Kernel Space)和用户态(User Space)。
在传统的IO中,如果把数据通过网络发送到指定端的时候,数据需要经历下面的几个过程:
CPU Copy
,内存会有内核态写入用户的缓存区。
可以看到,传统的IO的读写,数据会经历4次内存的拷贝,这种拷贝拷贝会带来资源的浪费和效率的底下。
在顺序IO中有一个mmap的机制,具体数据是怎么流转的呢?
从上面的图可以看出,内存映射的方式减少了CPU的读写次数,但是拷贝的次数还是有四次。
通过sendfile()系统调用,可以做到内核空间内部直接进行I/O传输。
与内存映射方法不同,sendfile的方式用户态是无法看到真正的内存,是无法修改的。仅仅是一个指令,让内存从内核空间拷贝到socket buffer中。
同样sendfile也会有一次CPU的拷贝。
上图中的数据流转,都是通过DMA的来进行处理的,没有经过CPU Copy操作,这个需要硬件支持,具体的操作系统会根据硬件条件来选择实现的方式。
Java的实现是FileChannel
的transferTo
方法的调用
File file = new File("test.zip");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
FileChannel fileChannel = raf.getChannel();
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("", 1234));
// 直接使用了transferTo()进行通道间的数据传输
fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), socketChannel);
(本文完)
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