在《一文看懂零拷贝技术》中我们介绍了 零拷贝技术 的原理,而且我们知道 mmap 也是零拷贝技术的一种实现。在本文中,我们主要介绍 mmap 的原理。
上面是说的cgroups 是内核提供的功能,但现在我们在用户空间想使用的是cgroup的功能。其原理是:linux 内核有一个很强大的模块叫做VFS(vritual File System),VFS 把具体的文件系统的细节隐藏起来,给用户态进程提供一个完备的文件系统API接口。linux 也是通过VFS 把cgroups 功能暴漏给用户态进程的,cgroups 与VFS 之间的衔接部分叫做cgroups 文件系统。
---- 今天分享一下在linux系统在实现对文件读写一些基本的操作,在这之前我们要掌握一些基本的技能在Linux环境。比如查看命令和一个函数的具体用法,就是相当于查手册,在Linux下有一个man手册非常有用: man查询手册 man 1 +命令 这里的1表示为查询的是Linux命令 man 2 xxx 这里的2表示为查询的是linux api man 3 xxx 这里的3表示为查询的是c库函数 在了解了这个后我们就可以开始来实现标题说的操作了。 一、在linux环境下常用文件接口函数:open、close、write、read、lseek。 二、文件操作的基本步骤分为: a、在linux系统中要操作一个文件,一般是先open打开一个文件,得到一个文件扫描描述符,然后对文件进行读写操作(或其他操作),最后关闭文件即可。 b、对文件进行操作时,一定要先打开文件,然后再进行对文件操作(打开文件不成功的话,就操作不了),最后操作文件完毕后,一定要关闭文件,否则可能会造成文件损坏 c、文件平时是存放在块设备中的文件系统中的,我们把这个文件叫做静态文件,当我们去打开一个文件时,linux内核做的操作包括:内核在进程中建立了一个打开文件的数据结构, 记录下我们打开的这个文件,内核在内存中申请一段内存,并且将静态文件的内容从块设备中读取到内存中特定地址管理存放(叫动态文件) d、打开文件后,以后对这个文件的读写操作,都是针对内存中这一份动态文件的,而不是针对静态文件的。 当我们对动态文件进行读写后,此时内存中的动态文件和块设备中的静态文件就不同步了, 当我们close 关闭动态文件时,close内部内核将内存中的动态文件的内容去更新(同步)块设备中的静态文件。 三、为什么是这样操作? 以块设备本身有读写限制(回忆Nandflash、SD、等块设备的读写特征),本身对块设备进行操作非常不灵活。而内存可以按字节为单位来操作。而且进行随机操作。 四、文件描述符是什么? 1、文件描述符:它其实实质是一个数字,这个数字在一个进程中表示一个特定的含义,当我们open打开一个文件时,操作系统在内存中构建了一些数据结构来表示这个动态文件,然后返回给应用程序一个数字作为文件描述符,这个数字就和我们内存中维护这个动态文件的这些数据结构挂钩绑定上了。以后我们应用程序如果要操作这一个动态文件,只需要用这个文件描述符进行区分。简单来说,它是来区分多个文件的(在打开多个文件的时候)。 2、文件描述的作用域就是当前的进程,出了这个当前进程,这个文件描述符就没有意义了。 五、代码实现: 1、打开文件:
该文介绍了Linux系统编程之基础必备系列,包括标准IO库函数和Unbuffered IO函数,以及它们的使用方法和注意事项。
自上篇文章《从 Linux 内核角度探秘 JDK MappedByteBuffer》 发布之后,很多读者朋友私信我说,文章的信息量太大了,其中很多章节介绍的内容都是大家非常想要了解,并且是频繁被搜索的内容,所以根据读者朋友的建议,笔者决定将一些重要的章节内容独立出来,更好的方便大家检索。
目前我们所提到的容器技术、虚拟化技术(不论何种抽象层次下的虚拟化技术)都能做到资源层面上的隔离和限制。
我们在日常电脑操作中,接触和处理最多的,除了上网,大概就是各种各样的文件了,从本节开始,我们就来探讨文件处理,本节主要介绍文件有关的一些基本概念和常识,Java中处理文件的基本思路和类结构,以及接来下章节的安排思路。 基本概念和常识 二进制思维 为了透彻理解文件,我们首先要有一个二进制思维。所有文件,不论是可执行文件、图片文件、视频文件、Word文件、压缩文件、txt文件,都没什么可神秘的,它们都是以0和1的二进制形式保存的。我们所看到的图片、视频、文本,都是应用程序对这些二进制的解析结果。 作为程序员,我
mmap/munmap接口是用户空间的最常用的一个系统调用接口,无论是在用户程序中分配内存、读写大文件,链接动态库文件,还是多进程间共享内存,都可以看到mmap/munmap的身影。mmap/munmap函数声明如下:
前面两篇分别探究了 docker 的底层架构和 docker 的容器隔离机制,那么本篇就来一探 docker 是如何实现多文件联合系统的!!!
文件 I/O 指的是对文件的输入/输出操作,就是对文件的读写操作;Linux 下一切皆文件,文件作为 Linux 系统设计思想的核心理念,在 Linux 系统下显得尤为重要,所以对文件的 I/O 操作既是基础也是最重要的部分。
在日常开发中一些看似司空见惯的问题上,我觉得可能大多数人其实并没有真正理解,或者理解的不够透彻。不信我们来看以下一段简单的读取文件的代码:
这一期我们来看一下有哪些办法可以减少linux下的文件碎片。主要是针对磁盘长期满负荷运转的使用场景(例如http代理服务器);另外有一个小技巧,针对互联网图片服务器,可以将io性能提升数倍。如果为服务器订制一个专用文件系统,可以完全解决文件碎片的问题,将磁盘io的性能发挥至极限。对于我们的代理服务器,相当于把io性能提升到3-5倍。 在现有文件系统下进行优化linux内核和各个文件系统采用了几个优化方案来提升磁盘访问速度。但这些优化方案需要在我们的服务器设计中进行配合才能得到充分发挥。 文件系统缓存lin
「从上面图中可以看出,当我们调用fflush后,只是刷新用户缓冲区的数据,还没有真正写入到磁盘中,而很多人认为fflush会真正地写入到磁盘,其实这是误区。」
内核态文件操作 在用户态,我们操作文件可以用C库函数:open()、read()、write()等,但是在内核态没有库函数可用,这时就需要用内核的一些函数:filp_open、filp_close、vfs_read、vfs_write、set_fs、get_fs等函数,
结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢?上面的图有点复杂,我画一幅简图,把这些机制所在的位置添加进去:
如果你觉得这些问题都很简单,都能很明确的回答上来。那么很遗憾这篇文章不是为你准备的,你可以关掉网页去做其他更有意义的事情了。如果你觉得无法明确的回答这些问题,那么就耐心地读完这篇文章,相信不会浪费你的时间。受限于个人时间和文章篇幅,部分议题如果我不能给出更好的解释或者已有专业和严谨的资料,就只会给出相关的参考文献的链接,请读者自行参阅。
当有人说:「你可以用 Jupyter 扩展解决这个问题」,他们可能没有说清楚是什么样的扩展。Jupyter 生态系统是非常模块化且具有扩展性的,所以有很多种扩展方式。这个博客希望能总结最常用的 Jupyter 扩展,并帮助你发掘生态系统中的新功能。
我们知道文件一般存放在硬盘(机械硬盘或固态硬盘)中,CPU 并不能直接访问硬盘中的数据,而是需要先将硬盘中的数据读入到内存中,然后才能被 CPU 访问。
1.构建测试镜像v1.0:docker build -t image_test:1.0 .
张大胖最近是又喜又忧,喜的是业务量发展猛增,忧的是由于业务量猛增,一些原来不是问题的问题变成了大问题,比如说新会员注册吧,原来注册成功只要发个短信就行了,但随着业务的发展,现在注册成功也需要发 push,发优惠券,…等
我们将在最后一章讨论有关系统调用方面的抢占调度,所以这里有必要对系统调用有个基本的了解。
先讲一个作者大约5-6年前我在某当时很火的一个应用分发创业公司的面试小插曲,该公司安排了一个刚工作1年多的一个同学来面我,聊到我们项目中的配置文件里写的一个开关,这位同学就跳出来说,你这个读文件啦,每个用户请求来了还得多一次的磁盘IO,性能肯定差。借由这个故事其实我发现了一个问题,虽然我们中的大部分人都是计算机科班出身,代码也写的很遛。但是在一些看似司空见惯的问题上,我们中的绝大多数人并没有真正理解,或者理解的不够透彻。
这篇文章简单我们来一起梳理嵌入式Linux的一些知识,方便于一些想跟我一样想要由单片机进阶到嵌入式Linux的朋友做一些参考学习。
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Javascript 是网页制作中离不开的脚本语言,依靠它一个网页的内容才生动活泼、富有朝气。应用它的一些高级功能可以对文件和文件夹进行读、写和删除,就象在VB、VC等高级语言中经常做的工作一样。
广义上Cache的同步方式有两种,即Write Through(写穿)和Write back(写回). 从名字上就能看出这两种方式都是从写操作的不同处理方式引出的概念(纯读的话就不存在Cache一致性了,不是么)。对应到Linux的Page Cache上所谓Write Through就是指write(2)操作将数据拷贝到Page Cache后立即和下层进行同步的写操作,完成下层的更新后才返回。而Write back正好相反,指的是写完Page Cache就可以返回了。Page Cache到下层的更新操作是异步进行的。
首先Binder是Android中的一种独有的跨进程通信方式,简称IPC。它是专门为Android平台设计的。
为了加速操作和减少磁盘I/O,内核通常会尽可能多地缓存内存,这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。根据设计,包含缓存数据的页面可以按需重新用于其他用途(例如,应用程序)。
系统调用,我们可以理解是操作系统为用户提供的一系列操作的接口(API),这些接口提供了对系统硬件设备功能的操作。这么说可能会比较抽象,举个例子,我们最熟悉的 hello world 程序会在屏幕上打印出信息。程序中调用了 printf() 函数,而库函数 printf 本质上是调用了系统调用 write() 函数,实现了终端信息的打印功能。
最近在研究 JAVA NIO 的相关知识,学习NIO,就不能提到IO的原理和事项,必经NIO是基于IO进化而来
https://man7.org/linux/man-pages/man2/mmap.2.html
从图中我们很容器看出,容器技术资源占用比较少,由于虚拟机需要模拟硬件的行为,对CUP和内存的损耗比较大。所以同样配置的服务器,容器技术就有以下优点:
I/O在计算机中是指Input/Output,也就是Stream(流)的输入和输出。这里的输入和输出是相对于内存来说的,Input Stream(输入流)是指数据从外(磁盘、网络)流进内存,Output Stream是数据从内存流出到外面(磁盘、网络)。程序运行时,数据都是在内存中驻留,由CPU这个超快的计算核心来执行,涉及到数据交换的地方(通常是磁盘、网络操作)就需要IO接口。
在 Linux 系统中,传统的访问方式是通过 write() 和 read() 两个系统调用实现的,通过 read() 函数读取文件到到缓存区中,然后通过 write() 方法把缓存中的数据输出到网络端口。
mmap/munmap接口是用户空间的最常用的一个系统调用接口,无论是在用户程序中分配内存、读写大文件,链接动态库文件,还是多进程间共享内存,都可以看到mmap/munmap的身影。
文件I/O:文件I/O称之为不带缓存的IO(unbuffered I/O)。不带缓存指的是每个read,write都调用内核中的一个系统调用。也就是一般所说的低级I/O——操作系统提供的基本IO服务,与os绑定,特定于linix或unix平台。
mmap() 系统调用能够将文件映射到内存空间,然后可以通过读写内存来读写文件。我们先来看看 mmap() 系统调用的用法吧,mmap() 函数的原型如下:
什么是Linux swap space呢?我们先来看看下面两段关于Linux swap space的英文介绍资料:
很多使用过 Kafka 的网友都在鼓吹,Kafka 可以吊打一切其它 MQ。也造成了很多网友都觉得 Kafka 才是牛逼哄哄的存在,给很多在技术选型方面的人造成了误导。
一个 overlay 文件系统包含两个文件系统,一个 upper 文件系统和一个 lower 文件系统,是一种新型的联合文件系统。overlay是“覆盖…上面”的意思,overlay文件系统则表示一个文件系统覆盖在另一个文件系统上面。
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