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。
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。
一般来说,最直接的做法就是调用Win32 API函数,来动态的加载、获取函数地址、释放:
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。
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。
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;
我们日常测试中,有时候有些辅助程序文件比如一些配置文件需要放在主程序执行文件同样的位置,便于管理和调用,这时候我们就需要获取执行文件的绝对路径。
大家好,我是道哥,今天我为大伙儿解说的技术知识点是:【在多线程环境下,如何实现一个高效的日志系统】。
当调用一次 channel.read 或 stream.read 后,会切换至操作系统内核态来完成真正数据读取,而读取又分为两个阶段,分别为:
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。
1、信号量的定义: struct semaphore { spinlock_t lock; unsigned int count; struct list_head wait_list; }; 在linux中,信号量用上述结构体表示,我们可以通过该结构体定义一个信号量。 2、信号量的初始化: 可用void sema_init(struct semaphore *sem, int val);直接创建,其中val为信号量初值。也可以用两个宏来定义和初始化信号量的值为1或0: DECLAR
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。
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?
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。
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 ;
本文讲述由ISO C定义的标准I/O库。这个库已经拥有非常长的历史了,它由D.R.在1975年左右编写,现在已经过去45年了。但是ISO C几乎没有对标准I/O库做出修改。不用我说,大家也知道这个库存在的问题应该是非常多的。
有一天,小H在吃完午饭回到办公室,旁边几位同学在打《王者荣耀》,并且在挑拨匹配到的一对情侣队友分手。
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。
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
在计算机操作系统中,所谓的I/O就是 输入(Input)和输出(Output),也可以理解为读(Read)和写(Write),针对不同的对象,I/O模式可以划分为磁盘IO模型和网络IO模型。
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。
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。
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
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
导言 | 本文邀请到腾讯CSIG后台开发工程师kevineluo从文件传输场景以及零拷贝技术深究Linux I/O的发展过程、优化手段以及实际应用。I/O相关的各类优化已经深入到了日常开发者接触到的语言、中间件以及数据库的方方面面。通过了解和学习相关技术和思想,开发者能对日后自己的程序设计以及性能优化上有所启发。 前言 存储器是计算机的核心部件之一,在完全理想的状态下,存储器应该要同时具备以下三种特性:第一,速度足够快:存储器的存取速度应当快于CPU执行一条指令,这样CPU的效率才不会受限于存储器;第二,
处于安全的考虑,不同进程之间的内存空间是相互隔离的,也就是说 进程A 是不能访问 进程B 的内存空间,反之亦然。如果不同进程间能够相互访问和修改对方的内存,那么当前进程的内存就有可能被其他进程非法修改,从而导致安全隐患。
Linux系统中一切皆文件,仔细想一下Linux系统的很多活动无外乎读操作和写操作,零拷贝就是为了提高读写性能而出现的。
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
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。
作者:kevineluo,腾讯 CSIG 后台开发工程师 本文将从文件传输场景以及零拷贝技术深究 Linux I/O 的发展过程、优化手段以及实际应用。 前言 存储器是计算机的核心部件之一,在完全理想的状态下,存储器应该要同时具备以下三种特性: 速度足够快:存储器的存取速度应当快于 CPU 执行一条指令,这样 CPU 的效率才不会受限于存储器; 容量足够大:容量能够存储计算机所需的全部数据; 价格足够便宜:价格低廉,所有类型的计算机都能配备。 但是现实往往是残酷的,我们目前的计算机技术无法同时满足上述的三个
1.linux系统中一切皆文件当有文件 当有一个请求过来的時候就通过3次握手就会和内核创建连接关系,此时Tomcat中的启动的的端口监控就会检测到内核中的文件标识符 fd 此时由linux提供的API socket就会应用程序通过accept()去监控到对应的文件,然后启用线程read(fd)去获取socket的文件流。应用程序读根据文件标识符去读取文件流的过程也就是IO
存储器是计算机的核心部件之一,在完全理想的状态下,存储器应该要同时具备以下三种特性:
实际上,零拷贝是有广义和狭义之分,目前我们通常听到的零拷贝,包括上面这个定义减少不必要的拷贝次数都是广义上的零拷贝。其实了解到这点就足够了。
运行mytest.exe执行程序,会输出hello gwj,hello Linux...,紧接着调用sleep函数,休眠三秒
共4个文件,服务端一个UpdateServer.conf配置文件和一个UpdateServer脚本,客户端一个UpdateClinet.conf配置文件和一个UpdateClient脚本。 配置文件里主要写一些路径变量,文件名变量,IP地址变量,涉及路径最好用绝对路径。配置文件用来给用户提供修改程序执行环境和相关输入信息。
在Linux网络编程中,常常使用select和poll来做事件触发,监听socket的读写状态,然后进行读写操作。现在新的linux内核中,增加了epoll事件触发机制,具有更高的性能和更好的设计理念,可以用它来完全代替select和poll。相比于select,epoll最大的好处在于它不会随监听fd数目的增长而降低效率。因为在内核总的select实现中,它是采用轮询来处理的,轮询的fd数目越多,自然耗时越多。并且,在linux/posix_types.h头文件中有这样的声明: [cpp] view pl
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。
DMA 的全称叫直接存储器访问(Direct Memory Access),是一种允许外围设备(硬件子系统)直接访问系统主内存的机制。
%us: 表示用户空间程序的cpu使用效率 %sy:表示系统空间程序的cpu使用效率 %ni: 表示用户空间通过nice调度过的程序的cpu使用效率 %id: 空闲cpu %wa:cpu运行时等待io的时间 %hi: cpu运行过程中硬中断的数量 %si: cpu处理软中断的数量 %st: 被虚拟机偷走的cpu
NIO模型 同步非阻塞 NIO有同步阻塞和同步非阻塞两种模式,一般讲的是同步非阻塞,服务器实现模式为一个请求一个线程,但客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。
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。
像大白这种调包侠,深知不懂底层技术点就如同空中楼阁,再这样下去面阿里p10是没希望了。
DMA 是一种硬件机制,它允许外围组件将其 I/O 数据直接传输到主内存或从主内存传输数据,而无需系统处理器参与传输。使用这种机制可以极大地增加进出设备的吞吐量,因为大量的计算开销被消除了。
在一个web系统中从一个文件中读出数据并将数据传输到网络上另一程序的场景,有两种方式:
前言 只有光头才能变强 回顾前面: 给女朋友讲解什么是代理模式 包装模式就是这么简单啦 本来我预想是先来回顾一下传统的IO模式的,将传统的IO模式的相关类理清楚(因为IO的类很多)。 但是,发现在整理
最近,有小伙伴在群里提问:Linux系统怎么设置tcp_nodelay参数?也有小伙伴说问我。那今天,我们就来根据这个问题来聊聊在高并发场景下如何优化服务器的性能这个话题。
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