在Linux操作系统中,I/O(输入/输出)模型是一套定义如何处理数据读写的机制,它对系统性能有着重要影响。为了适应不同的应用场景和性能需求,Linux抽象出了多种I/O模型。每种模型都有其独特的特点、底层原理、优劣势以及适用场景。🤓
Linux I/O(输入/输出)系统是其核心功能之一,负责处理数据在系统内部及与外界之间的流动。为了优化这一流程,Linux进行了一系列努力和抽象化,以提高效率、灵活性和易用性。🚀
Linux I/O(输入/输出)是操作系统中一个至关重要的组成部分,它涉及到数据在内存🧠、存储设备💾、网络接口🌐等之间的传输过程。在Linux中,I/O操作不仅仅是文件读写那么简单,它包括了一系列复杂的机制和策略,旨在提高数据处理的效率,保证系统的稳定性和性能。📊
aio_return 异步 I/O 和标准块 I/O 之间的另外一个区别是我们不能立即访问这个函数的返回状态,因为我们并没有阻塞在 read 调用上。在标准的 read 调用中,返回状态是在该函数返回时提供的。但是在异步 I/O 中,我们要使用 aio_return 函数。这个函数的原型如下: ssize_t aio_return( struct aiocb *aiocbp ); 只有在 aio_error 调用确定请求已经完成(可能成功,也可能发生了错误)之后,才会调用这个函数。aio_return 的返回值就等价于同步情况中 read 或 write 系统调用的返回值(所传输的字节数,如果发生错误,返回值就为 -1)。 aio_write aio_write 函数用来请求一个异步写操作。其函数原型如下: int aio_write( struct aiocb *aiocbp ); aio_write 函数会立即返回,说明请求已经进行排队(成功时返回值为 0,失败时返回值为 -1,并相应地设置 errno)。 这与 read 系统调用类似,但是有一点不一样的行为需要注意。回想一下对于 read 调用来说,要使用的偏移量是非常重要的。然而,对于 write 来说,这个偏移量只有在没有设置 O_APPEND 选项的文件上下文中才会非常重要。如果设置了 O_APPEND,那么这个偏移量就会被忽略,数据都会被附加到文件的末尾。否则,aio_offset 域就确定了数据在要写入的文件中的偏移量。 aio_suspend 我们可以使用 aio_suspend 函数来挂起(或阻塞)调用进程,直到异步请求完成为止,此时会产生一个信号,或者发生其他超时操作。调用者提供了一个 aiocb 引用列表,其中任何一个完成都会导致 aio_suspend 返回。 aio_suspend 的函数原型如下: int aio_suspend( const struct aiocb *const cblist[], int n, const struct timespec *timeout ); aio_suspend 的使用非常简单。我们要提供一个 aiocb 引用列表。如果任何一个完成了,这个调用就会返回 0。否则就会返回 -1,说明发生了错误。请参看清单 3。 清单 3. 使用 aio_suspend 函数阻塞异步 I/O struct aioct *cblist[MAX_LIST] /* Clear the list. */ bzero( (char *)cblist, sizeof(cblist) ); /* Load one or more references into the list */ cblist[0] = &my_aiocb; ret = aio_read( &my_aiocb ); ret = aio_suspend( cblist, MAX_LIST, NULL ); 注意,aio_suspend 的第二个参数是 cblist 中元素的个数,而不是 aiocb 引用的个数。cblist 中任何 NULL 元素都会被 aio_suspend 忽略。 如果为 aio_suspend 提供了超时,而超时情况的确发生了,那么它就会返回 -1,errno 中会包含 EAGAIN。 aio_cancel aio_cancel 函数允许我们取消对某个文件描述符执行的一个或所有 I/O 请求。其原型如下: int aio_cancel( int fd, struct aiocb *aiocbp ); 要取消一个请求,我们需要提供文件描述符和 aiocb 引用。如果这个请求被成功取消了,那么这个函数就会返回 AIO_CANCELED。如果请求完成了,这个函数就会返回 AIO_NOTCANCELED。 要取消对某个给定文件描述符的所有请求,我们需要提供这个文件的描述符,以及一个对 aiocbp 的 NULL 引用。如果所有的请求都取消了,这个函数就会返回 AIO_CANCELED;如果至少有一个请求没有被取消,那么这个函数就会返回 AIO_NOT_CANCELED;如果没有一个请求可以被取消,那么这个函数就会返回 AIO_ALLDONE。我们然后可以使用 aio_error 来验证每个 AIO 请求。如果这个请求已经被取消了,那么 aio_error 就会返回 -1,并且 errno 会被设置为 ECANCELED。 lio_listio 最后,AIO 提供了一种方法使用 lio_listio API 函数同时发起多个传输。这个函数非常重要,因为这意味着我们可以在一个系统调用(一次内核上下文切换
Kafka集群到底需要多大的存储空间?这是一个非常经典的规划问题。Kafka需要将消息保存在底层的磁盘上,这些消息默认会被保存一段时间然后自动被删除。虽然这段时间是可以配置的,但你应该如何结合自身业务场景和存储需求来规划Kafka集群的存储容量呢?
本文是将知乎网友的提问 《如何评价腾讯开源的基于 DPDK 和 BSD 协议栈的网络框架 f-stack?》,将回答讨论内容和我们的一些想法进行了整理。 项目背景 F-Stack 这个项目起始于DNSPod的授权DNS项目,当时是12年,DPDK还未开源的时候,我们就基于DPDK做了授权DNS,做完的时候正好DPDK也开源了,正式上线后10GE单网卡性能达到1100万qps,后面又实现了一个简易的TCP协议栈用于支持TCP DNS。 后来DNSPod合并进入腾讯云,腾讯云有大量业务需要高性能的接入服务,而D
生产环境需考量各种因素,结合自身业务需求而制定。看一些考虑因素(以下顺序,可是分了顺序的哦)
Rust 语言团队2月3号第一次召开了规划会议,并总结了会议纪要。从今以后,语言团队计划每个月的第一个星期三举行这样的会议。
首先有个概念,并发和并行是不一样的。并行是指同一时间做很多事情,并发是指同一时间有多个请求。Redis的高并发指的是指很快地处理并发过来的请求,具体实现主要是依靠Linux操作系统。
综上所述,Netty 在 I/O 模型、线程模型、事件处理机制、易用性 API 接口以及对数据协议、序列化的支持等方面表现优异,因此成为了开发高性能网络应用的首选框架。
本文由 sugerpocket 首发于 IMWeb 社区网站 imweb.io。点击阅读原文查看 IMWeb 社区更多精彩文章。 众所周知,javascript 是单线程的,其通过使用异步而不阻塞主进程执行。那么,他是如何实现的呢?本文就浏览器与nodejs环境下异步实现与event loop进行相关解释。 浏览器环境 浏览器环境下,会维护一个任务队列,当异步任务到达的时候加入队列,等待事件循环到合适的时机执行。 实际上,js 引擎并不只维护一个任务队列,总共有两种任务 Task(macroTask): s
2022 年对于成为 Rust 程序员来说是伟大的一年。Rust 还不是很主流,但凭借其忠实的用户群和在科技界不断增长的用例,很容易看出 Rust 将如何在 2022 年继续发展壮大。我们列出了许多值得期待在 Rust 世界中发生的事情。列出了几个会议以及对 Rust 本身的一些改进。此外,我还介绍了 Rust 编程语言的一些主要采用点。
从JDK 7版本开始,Java新加入的文件和网络io特性称为nio2(new io 2, 因为jdk1.4中已经有过一个nio了),包含了众多性能和功能上的改进,其中最重要的部分,就是对异步io的支持,称为Java AIO(asynchronous IO)。 因为AIO的实施需充分调用OS参与,IO需要操作系统支持、并发也同样需要操作系统的支持,所以性能方面不同操作系统差异会比较明显。所以本文也附带介绍了Linux 2.6及以后版本新增的AIO特性(因为这跟Java AIO是对应关系)。 Java AIO
Kafka 集群方案该怎么做。既然是集群,那必然就要有多个 Kafka 节点机器,因为只有单台机器构成的 Kafka 伪集群只能用于日常测试之用,根本无法满足实际的线上生产需求。而真正的线上环境需要仔细地考量各种因素,结合自身的业务需求而制定。下面我就分别从操作系统、磁盘、磁盘容量和带宽等方面来讨论一下。
下图是根据同步、异步、阻塞、非阻塞四个指标总结的Linux下四个象限的I/O通信模式。
Linux 异步 I/O 是 Linux 内核中提供的一个相当新的增强。它是 2.6 版本内核的一个标准特性,但是我们在 2.4 版本内核的补丁中也可以找到它。AIO 背后的基本思想是允许进程发起很多 I/O 操作,而不用阻塞或等待任何操作完成。稍后或在接收到 I/O 操作完成的通知时,进程就可以检索 I/O 操作的结果。
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
缓冲I/O是指通过标准库缓存来加速文件的访问,而标准库内部再通过系统调度访问文件。带缓存I/O也叫标准I/O,它符合ANSI C的标准I/O处理,是不依赖系统内核的,所以移植性是比较强的,在使用标准I/O操作的时候为了减少对read()、write()系统调用次数,带缓存I/O就是在用户层再建立一个缓存区,这个缓存区的分配和优化长度等细节都是标准I/O库处理好的,用户不用去关心。
dubbo-go 是目前 Dubbo 多语言生态最火热的项目。dubbo-go 最早的版本应该要追溯到 2016 年,由社区于雨同学编写 dubbo-go 的初版。当时很多东西没有现成的轮子,如 Go 语言没有像 netty 一样的基于事件的网络处理引擎、 hessian2 协议没有 Go 语言版本实现,加上当时 Dubbo 也没有开始重新维护。所以从协议库到网络引擎,再到上层 dubbo-go ,其实都是从零开始写的。
Tornado 是使用 Python 编写的一个强大的可扩展的 Web 服务器。它在处理高网络流量时表现得足够强健,却在创建和编写时有着足够的轻量级,并能够被用在大量的应用和工具中。Tornado 作为 FriendFeed 网站的基础框架,于2009年9月10日发布,目前已经获得了很多社区的支持,并且在一系列不同的场合中得到应用。除 FriendFeed 和 Facebook 外,还有很多公司在生产上转向Tornado,包括 Quora、Turntable.fm、Bit.ly、Hipmunk 及 MyYearbook 等。
当我们学习一项新的事物的时候,我们首先要知道它来自哪里?它是什么?能做什么或者换句话说,能解决什么问题?没有一样东西是最好的,是可以替代所有的,但在某一领域它是最适合的,正如 Node.js 它可能是某些程序员苦苦追寻的东西,也可能是某些程序员不会去关心的东西。本文主要为您介绍 Node.js 的背景及它能做什么,擅长什么,不会涉及到复杂的代码层面的知识讲解,如果你觉得自己很熟悉了,也可以忽略它。
在听到 nodejs 相关的特性时,经常会对 异步I/O、非阻塞I/O有所耳闻,听起来好像是差不多的意思,但其实是两码事,下面我们就以原理的角度来剖析一下对 nodejs 来说,这两种技术底层是如何实现的?
Linux环境编程对于初学者来说,必须深刻理解重点概念才能更好地编写代码,实现业务功能,下面就几个重要的及常用的知识点进行说明。搞懂这几个概念后以免在将来的编码出现混淆。 系统调用 ❝所有的操作系统在其内核里都有一些内建的函数,这些函数可以用来完成一些系统级别的功能。在Linux系统使用的这样的函数叫做“系统调用”,英文是systemcall。这些函数代表了从用户空间到内核空间的一种转换。 ❞ 系统调用是Linux操作系统提供的服务,是编写应用程序与内核之间通信的接口,也就是我们所说的函数。相对于普通的函数
最近在读一本<<软件架构设计:大型网站技术架构与业务融合之道>>,它就像是把你平时一点点积累的知识有条理且有深度的整合。一步一步的将读者断断续续的知识接起来。以下文章是记录书本中的一些知识并加以拓展。
从广义上讲,Asyncio 是新的、流行的、讨论广泛的和令人兴奋的。然而,对于何时应该在项目中采用它存在很多困惑。
Ryan Dahl也曾评估过使用C、Lua、Haskell、Ruby等语言作为备选实现,得出以下结论:
在设备驱动中使用异步通知可以使得对设备的访问可进行时,由驱动主动通知应用程序进行访问。因此,使用无阻塞I/O的应用程序无需轮询设备是否可访问,而阻塞访问也可以被类似“中断”的异步通知所取代。异步通知类似于硬件上的“中断”概念,比较准确的称谓是“信号驱动的异步I/O”。 1、异步通知的概念和作用 影响:阻塞–应用程序无需轮询设备是否可以访问 非阻塞–中断进行通知 即:由驱动发起,主动通知应用程序 2、linux异步通知编程 2.1 linux信号 作用:linux系统中,异步通知使用信号来实现 函数原型为:
Rust目前仅提供编写异步代码最基础的能力。重要的是,标准库尚未提供执行器,任务,反应器,组合器以及底层I/O futures和特质。同时,社区提供的异步生态系统填补了这些空白。
现在我们就来看看在生产环境中的 Kafka 集群规划该怎么做。既然是集群,那必然就要有多个 Kafka 节点机器,因为只有单台机器构成的 Kafka 伪集群只能用于日常测试之用,根本无法满足实际的线上生产需求。而真正的线上环境需要仔细地考量各种因素,结合自身的业务需求而制定。
如果你有一定的前端基础,比如 `HTML、CSS、JavaScript、jQuery;那么,Node.js 能让你以最低的成本快速过渡成为一个全栈工程师(我称这个全栈为伪全栈,我认为的全栈也要精通数据库,不喜勿喷),从而触及后端和移动端的开发。当然,Node.js也不是万能的、也不是说学了它就可以完全取代后端的其他开发语言,它有自己的使命和擅长的应用领域。
Node(正式名称 Node.js)是一个开源的、跨平台的运行时环境,有了它,开发人员可以使用 JavaScript 创建各种服务器端工具和应用程序。此运行时主要用于浏览器上下文之外(即可以直接运行于计算机或服务器操作系统上)。据此,该环境省略了一些浏览器专用的 JavaScript API,同时添加了对更传统的 OS API(比如 HTTP 库和文件系统库)的支持。
Netty和Tomcat最大的区别就在于通信协议,Tomcat是基于Http协议的,他的实质是一个基于http协议的web容器,但是Netty不一样,他能通过编程自定义各种协议,因为netty能够通过codec自己来编码/解码字节流,完成类似redis访问的功能,这就是netty和tomcat最大的不同。
Java 中的 BIO、NIO和 AIO 理解为是 Java 语言对操作系统的各种 IO 模型的封装。
同步、异步、阻塞、非阻塞都是和I/O(输入输出)有关的概念,最简单的文件读取就是I/O操作。而在文件读取这件事儿上,可以有多种方式。
注意:文件名不要用node.js来命名,也就是说除了node这个名字随便起,最好不要使用中文。
以上两个关键点最终都与操作系统的 I/O 模型以及线程(进程)模型相关,我们先详细看一下I/O模型 。
”异步“对于前端已经非常熟悉了,ajax、事件都是异步的。但在绝大多数高级编程语言中,异步并不多见,主要原因是:程序员不太适合通过异步来进行程序设计。
网络应用需要处理的无非就是两大类问题,网络I/O,数据计算。相对于后者,网络I/O的延迟,给应用带来的性能瓶颈大于后者。
众所周知,javascript是单线程的,其通过使用异步而不阻塞主进程执行。那么,他是如何实现的呢?本文就浏览器与nodejs环境下异步实现与event loop进行相关解释。
fasterthanlime 的油管视频介绍了你“不应该”使用 Rust 的十大理由[1] :
socket在创建的时候默认是阻塞的。我们可以通过socket系统调用的第二个参数传递SOCK_NONBLOCK标志,或者通过fcntl系统调用的F_SETFL命令,将其设置为非阻塞的。阻塞和非阻塞的概念能应用与所有文件描述符,不仅仅是socket,我们称阻塞的文件描述符为阻塞I/O,非阻塞的文件描述符为非阻塞I/O.
前面两篇介绍按键的文章,无论是用GPIO来读取,还是用中断的方式,其应用程序通过循环读取的方式获取按键值,都会使得CPU的占用率很高。本篇先来介绍Linux中几种的I/O模型,以后使用这类方式进行按键值的读取,可以极大降低CPU的使用率。
这是一个移动端工程师涉足前端和后端开发的学习笔记,如有错误或理解不到位的地方,万望指正。 Node.js 是什么 传统意义上的 JavaScript 运行在浏览器上,这是因为浏览器内核实际上分为两个部分:渲染引擎和 JavaScript 引擎。前者负责渲染 HTML + CSS,后者则负责运行 JavaScript。Chrome 使用的 JavaScript 引擎是 V8,它的速度非常快。 Node.js 是一个运行在服务端的框架,它的底层就使用了 V8 引擎。我们知道 Apache + PHP 以及 J
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