认识零拷贝[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

注意事项

（1）零拷贝的含义是数据不从内核空间拷贝到用户空间，也不从用户空间拷贝到内核空间

（2）零拷贝完全依赖操作系统，操作系统提供了就是提供了，没有提供就没有提供，java本身做不了任何事情

传统的IO拷贝

需求

java读取磁盘上的文件，并且输出出去。这个过程包含两个步骤，一个是读，一个是写

图片解读

认识零拷贝[通俗易懂]

三列分别为用户空间、内核空间、硬件

• (1)read() syscall ：java客户端（jvm虚拟机）向操作系统发起读磁盘数据的请求
• (2)ask for data ：系统向磁盘读数据
• (3)data to kernel buffer through DMA： 磁盘数据通过DMA读到内核缓存区
• (4)copy data to user buffer ：把数据内核缓冲区复制到用户缓冲区（java堆）中
• (5)code logic coutinues：业务逻辑处理
• (6)wirte() syscall,copies data to kernel socket buffer：java客户端向系统发起写请求，并且把用户缓冲区（java堆）数据复制到内核缓冲区
• (7)weites data：从内核缓冲区写到磁盘
• (8)done：返回结果
• (9)write() returns：返回写入结果

图片分析

上图有4次上下文切换：

(1)read() syscall ：java客户端（jvm虚拟机）向操作系统发起读磁盘数据的请求 —-》从用户态切换为内核态

(4)copy data to user buffer ：把数据内核缓冲区复制到用户缓冲区（java堆）中—-》从内核态切换为用户态

(6)wirte() syscall,copies data to kernel socket buffer：java客户端向系统发起写请求，并且把用户缓冲区（java堆）数据复制到内核缓冲区—-》从用户态切换为内核态

(9)write() returns：返回写入结果—-》从内核态切换为用户态

上图有2次没有必要的数据拷贝（假设没有步骤5）：

(4)copy data to user buffer ：把数据内核缓冲区复制到用户缓冲区（java堆）中

(6)wirte() syscall,copies data to kernel socket buffer：java客户端向系统发起写请求，并且把用户缓冲区（java堆）数据复制到内核缓冲区

代码

InputStream 、OutputStream

Socket基础使用_CBeann的博客-CSDN博客

零拷贝

图片解读

• (1)sendfile() syscall : java客户端（jvm虚拟机）向操作系统发起读磁盘数据sendfile的请求
• (2)ask for data ：系统向磁盘读数据
• (3)data to kernel buffer through DMA： 磁盘数据通过DMA读到内核缓存区
• (4)wirte data to target socket buffer：从内核空间缓冲区写到socket缓冲区
• (5)writes data：socket向目标发送数据
• (6)done:返回结果
• (7) sendfile() returns :返回sendfile结果

认识零拷贝[通俗易懂]

图片分析

上图有2次上下文切换（比传统的IO减少了2次切换）：

(1)sendfile() syscall : java客户端（jvm虚拟机）向操作系统发起读磁盘数据sendfile的请求 —-》从用户态切换为内核态

(7) sendfile() returns :返回sendfile结果—-》从内核态切换为用户态

上图有3次数据拷贝（比传统的IO减少了1次）：

(3)data to kernel buffer through DMA： 磁盘数据通过DMA读到内核缓存区

(4)wirte data to target socket buffer：从内核空间缓冲区写到socket缓冲区

(5)writes data：socket向目标发送数据

代码

 fileChannel.transferTo(, , );
 fileChannel.transferFrom(, , );

零拷贝升级版

升级版需要解决的问题：

上面零拷贝的第四步（（4）从内核空间缓冲区写到socket缓冲区）是可以优化的

图片解读

看图片的下半部分：

看kernel buffer —————> socket buffer

Linux2.4之前的零拷贝是把 kernel buffer 中全部的数据 拷贝 到 socket buffer

Linux2.4之后的零拷贝是把kernel buffer中的地址和数据长度拷贝到到 socket buffer（优化后），类似

当真正发送数据的时候，客户端会从socketbuffer中拿到地址和数据长度找到kernel buffer 进行发送

这个过程只有2次数据拷贝，是真正意义上的零拷贝

认识零拷贝[通俗易懂]

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参考

2018年最新深入netty 零基础到精通 张龙老师

视频去哪了呢？_哔哩哔哩_bilibili

Netty、Kafka中的零拷贝技术到底有多牛?

https://mp.weixin.qq.com/s/dt0h2UhaoRECvjpeMZMsUA （☆）

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发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/191078.html原文链接：https://javaforall.cn