基于流的操作最终会调用read或者write函数进行I/O操作。为了使程序的运行效率最高,流对象通常会提供缓冲区,以减少调用系统I/O库函数的次数。
C/C++中,基于I/O流的操作最终会调用系统接口read()和write()完成I/O操作。为了使程序的运行效率最高,流对象通常会提供缓冲区,以减少调用系统I/O接口的调用次数。
C/C++中,基于 I/O 流的操作最终会调用系统接口 read() 和 write() 完成 I/O 操作。为了使程序的运行效率最高,流对象通常会提供缓冲区,以减少调用系统I/O接口的调用次数。
基本操作就是循环的从磁盘读入文件内容到缓冲区,再将缓冲区的内容发送到socket。但是由于Linux的I/O操作默认是缓冲I/O。这里面主要使用的也就是read和write两个系统调用,我们并不知道操作系统在其中做了什么。实际上在以上I/O操作中,发生了多次的数据拷贝。
为了提高效率,略微复杂一些的操作系统对文件的读写都是带缓冲的,Linux当然也不例外。所谓缓冲,就是操作系统为近期刚读写的文件内容在内核保留一份副本,以便当再次须要已经缓冲存储在副本中的内容时就不必再暂时从设备上读入,而须要写的时候则能够先写到副本中,待系统较为空暇的时候再从副本写入设备。在多进程的系统中,因为同一个文件可能为多个进程所共享,缓冲的作用就更为显著。
本文探讨Linux中 主要的几种零拷贝技术 以及零拷贝技术 适用的场景 。为了迅速建立起零拷贝的概念,我们拿一个常用的场景进行引入:
上一篇《不可不知的Linux中三种缓冲模式》中说到了三种缓冲类型,这一篇主要讲与缓冲相关的函数,这些函数可以修改默认的缓冲类型,及在实际中可能遇到的问题。
当 close 一个 TCP 连接时,如果还有没发送完的数据在缓冲区中,内核会怎么处理?
传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的,即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作,因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中,那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销,限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。
引言 传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的,即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作,因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中,那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销,限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。 零拷贝( zero-copy )技术可以有效地改善数据传输的性能,在内核驱动程序(比如网络堆栈或者磁盘存储驱动程序)处理 I/O 数据的时候,零拷贝技术可以在某种程度上减少甚至完全避免不必要 CPU 数据拷贝操作。
如果一台代理服务器上面配置了多个域名,可以在每个域名的location区域设置,在这里配置的参数会覆盖nginx.conf的全局配置参数,从而对不同域名的业务需要进行针对性的设置
这是在windows下面的定义。在linux下面的定义只是将SOCKET改成int,那么在linux下面的原型是这样:
本文讲解 Linux 的零拷贝技术,云计算是一门很庞大的技术学科,融合了很多技术,Linux 算是比较基础的技术,所以,学好 Linux 对于云计算的学习会有比较大的帮助。
零拷贝(Zero-Copy)是一个大家耳熟能详的概念,那么,具体有哪些框架会使用到零拷贝呢?在思考这个问题之前,让我们先一起探寻一下零拷贝机制的底层原理。
在平时 Linux 操作过程中,很多命令是重复的,你一定不希望大量输入重复的命令。如果你是系统管理员,你可能需要对用户操作进行审计,管理好 Linux 命令历史记录显得非常重要。
上一篇文章 主要分析了 Linux 原生 AIO 的原理和使用,而这篇要介绍的是 Linux 原生 AIO 的实现过程。
我相信大部分人看到这些名词,都是一头雾水的,如果你去搜索引擎搜索,那么恭喜你,你又会被各种文章中的高大上的名词搞得云里雾里。那么,我们应该怎么理清这么名词之间的关系呢?
内核环形缓冲区是物理内存的一部分,用于保存内核的日志消息。它具有固定的大小,这意味着一旦缓冲区已满,较旧的日志记录将被覆盖。
我们以用户通过网络读取一个本地磁盘上文件为例,在说零拷贝之前,我们先要说说一个普通的IO操作是怎样做的
V4L2英文全称是Video for Linux2,它是专门为视频设备设计的内核驱动。在做视频的开发中,一般我们操控V4L2的设备节点就可以直接对摄像头进行操作。通常V4L2在Linux的设备节点是**/dev/video0**。无论是MIPI摄像头还是UVC摄像头,它们底层默认操作的都是/dev/video0的节点。
上一篇推文《百万并发「零拷贝」技术系列之初探门径》中的示例告诉我们:传统的I/O操作读取文件并通过Socket发送,需要经过4次上下文切换、2次CPU数据拷贝和2次DMA控制器数据拷贝,如下图
我的 Linux系统上有多少可用 RAM内存?是否有足够的可用内存来安装和运行新应用程序? 在 Linux系统中,可以使用free命令获取系统内存使用情况的详细报告。 free命令显示系统使用和空闲的内存情况,包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存
如今几乎每个人都听说过Linux中所谓的”零拷贝”特性,然而我经常碰到没有充分理解这个问题的人们。因此,我决定写一些文章略微深入的讲述这个问题,希望能将这个有用的特性解释清楚。在本文中,将从用户空间应用程序的角度来阐述这个问题,因此有意忽略了复杂的内核实现。 什么是”零拷贝” 为了更好的理解问题的解决法,我们首先需要理解问题本身。首先我们以一个网络服务守护进程为例,考虑它在将存储在文件中的信息通过网络传送给客户这样的简单过程中,所涉及的操作。下面是其中的部分简单代阿: read(file, tmp_buf, len); write(socket, tmp_buf, len); 看起来不能更简单了。你也许认为执行这两个系统调用并未产生多少开销。实际上,这简直错的一塌糊涂。在执行这两个系统调用的过程中,目标数据至少被复制了4次,同时发生了同样多次数的用户/内核空间的切换(实际上该过程远比此处描述的要复杂,但是我希望以简单的方式描述之,以更好的理解本文的主题)。 为了更好的理解这两句代码所涉及的操作,请看图1。图的上半部展示了上下文切换,而下半部展示了复制操作。
*因为在计算机内部,如果每次输出直接输出到屏幕,是非常慢的,因为它是外部设备,输出需要用到CPU的运行,但是一个计算机的快慢也满足短板原理,慢的步骤会决定整个步骤的快慢,
Video4Linux2(V4L2)是一个用于Linux操作系统的视频设备驱动框架。它提供了一个统一的接口,用于在应用程序和视频设备之间进行通信和交互。
1.空文件也要在磁盘占据空间 2.文件 = 内容 + 属性 3.文件操作 = 对内容 + 对属性 4.标定一个文件,必须使用文件路径 + 文件名(唯一性) 5.如果没有指明对应的文件路径,默认是在当前路径进行访问 6.当我们把fopen,fclose,fread,fwrite等接口写完之后,代码编译之后,形成二进制可执行程序之后,但是没运行,文件对应的操作有没有被执行呢?没有 —— 对文件操作的本质是进程对文件的操作。 7.一个文件如果没被打开,可以直接进行文件访问吗??不能!一个文件要被访问,就必须先被打开!(被打开的时候是用户调用端口,操作系统负责操控硬件,所以这个操作是用户进程和操作系统共同完成的) 8.磁盘的文件不是所有的都被打开,是一部分被打开,一部分关闭。 总结:文件操作的本质是进程和被打开文件之间的关系。
环形缓冲区通常有一个读指针和一个写指针。读指针指向环形缓冲区中可读的数据,写指针指向环形缓冲区中可写的缓冲区。通过移动读指针和写指针就可以实现缓冲区的数据读取和写入。在通常情况下,环形缓冲区的读用户仅仅会影响读指针,而写用户仅仅会影响写指针。如果仅仅有一个读用户和一个写用户,那么不需要添加互斥保护机制就可以保证数据的正确性。如果有多个读写用户访问环形缓冲区,那么必须添加互斥保护机制来确保多个用户互斥访问环形缓冲区。
Note:当文件内部的位置指针指向文件结束符时,并不会立即设置FILE结构中的文件结束标识,只有再执行一次读操作,才会设置文件结束标志,再调用feof()才会返回一个非0值.
当我们涉猎的范围越来越广之后我们会发现,每一种语言都有其对应的文件操作,包括面向过程语言C、面向对象语言C++/java、静态编译语言go、解释型语言python,甚至包括脚本语言shell 等等,最令人苦恼的是这些语言的文件操作接口都不相同,导致我们的学习成本非常高。
零拷贝作用 : 在网络编程中 , 如果要进行性能优化 , 肯定要涉及到零拷贝 , 使用零拷贝能极大的提升数据传输性能 ;
IO 其实就是 Input 和 Output,在操作系统中就对应数据流的输入与输出。这个数据流的两端,可以是文件,也可以是网络的一台主机。但无论是文件,还是网络主机,其传输都是类似的,我们今天就以源头为文件进行说明。
在刚开始学习Linux的时候,我们记住了Linux下一切皆文件,我们通过这篇文章来深入了解Linux下文件的构成及应用。
①实现生产者—消费者问题的模拟,以便更好的理解此经典进程同步问题。生产者-消费者问题是典型的PV操作问题,假设系统中有一个比较大的缓冲池,生产者的任务是只要缓冲池未满就可以将生产出的产品放入其中,而消费者的任务是只要缓冲池未空就可以从缓冲池中拿走产品。缓冲池被占用时,任何进程都不能访问。
后面就先按照这个图所展示出来的内容对Nginx的架构进行一次梳理,文中所涉及到的内容,主要都是针对Linux系统的。
用户态进程通过write()系统调用切到内核态将用户进程缓冲区中的HTTP报文数据通过Tcp Process处理程序为HTTP报文添加TcpHeader,并进行CPU copy写入套接字发送缓冲区,每个套接字会分别对应一个Send-Q(发送缓冲区队列)、Recv-Q(接收缓冲区队列),可以通过ss -nt语句获取当前的套接字缓冲区的状态;
在开发 socket 应用程序时,首要任务通常是确保可靠性并满足一些特定的需求。利用本文中给出的 4 个提示,您就可以从头开始为实现最佳性能来设计并开发 socket 程序。本文内容包括对于 Sockets API 的使用、两个可以提高性能的 socket 选项以及 GNU/Linux 优化。
进程与线程之间是有区别的,不过linux内核只提供了轻量进程的支持,未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念,而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
从基础讲起,IO的原理和模型是隐藏在编程知识底下的,是开发人员必须掌握的基础原理,是基础的基础,更是通关大厂面试的必备知识。
Linux 标准 I/O(Standard I/O)库提供了一组函数,用于进行高级别的文件输入和输出操作。它建立在底层文件 I/O 系统调用之上,为开发者提供了更方便、更高级别的文件处理方式。以下是一些常用的 Linux 标准 I/O 库函数:
在前面的文章中曾经粗略讲过poll,那时是用阻塞IO实现,在发送和接收数据量都较小情况下和网络状况良好的情况下是基本没有问题的,read 不会只接收部分数据,write 也不会一直阻塞。但实际上poll IO复用经常是跟非阻塞IO一起使用的,想想如果现在内核接收缓冲区一点数据没有,read 阻塞了,或者内核发送缓冲区不够空间存放数据,write 阻塞了,那整个事件循环就会延迟响应,比如现在又有一个新连接connect上来了,也不能很快回到循环去accept 它。
什么是零拷贝 维基上是这么描述零拷贝的:零拷贝描述的是CPU不执行拷贝数据从一个存储区域到另一个存储区域的任务,这通常用于通过网络传输一个文件时以减少CPU周期和内存带宽。 零拷贝给我们带来的好处: 减少甚至完全避免不必要的CPU拷贝,从而让CPU解脱出来去执行其他的任务 减少内存带宽的占用 通常零拷贝技术还能够减少用户空间和操作系统内核空间之间的上下文切换 Linux系统的“用户空间”和“内核空间” 从Linux系统上看,除了引导系统的BIN区,整个内存空间主要被分成两个部分:内核空间(Ke
倒车影像已经是现在汽车的标配功能了,基本很多车出厂都是360全景影像,倒车影像又称泊车辅助系统,这篇文章就采用Linux开发板完成一个倒车影像的功能。
Linux/Unix五种I/O模型 内容来源,侵删。 游双-《Linux高性能服务器编程》 牛客网-Linux高并发服务器开发 ---- 阻塞-blocking 调用者调用了某个函数,然后等待这个函数返回,在这期间什么都不做,不停的去检查这个函数有没有返回,应用程序必须等这个函数返回才能进行下一步的动作。 即,针对阻塞I/O执行的系统调用可能因为无法立即完成而被操作系统挂起,直到等待的时间发生为止,才可以继续执行下一步的操作。 可能被阻塞的系统调用包括accept、send、rec
很多的小伙伴,被java IO 模型,搞得有点儿晕,一会儿是4种模型,一会儿又变成了5种模型。
在 C语言 的文件流中,存在一个 FILE 结构体类型,其中包含了文件的诸多读写信息以及重要的文件描述符 fd,在此类型之上,诞生了 C语言 文件相关操作,如 fopen、fclose、fwrite 等,这些函数本质上都是对系统调用的封装,因此我们可以根据系统调用和缓冲区相关知识,模拟实现出一个简单的 C语言 文件流
原文链接:https://rumenz.com/rumenbiji/linux-free.html
豌豆贴心提醒,本文阅读时间5分钟 相信很多在linux平台工作的童鞋, 都很熟悉管道符 '|', 通过它, 我们能够很灵活的将几种不同的命令协同起来完成一件任务。就好像下面的命令: 不过这次咱们不来说
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