这是一个小实验，在于验证GPU上使用零拷贝内存和页锁定内存的性能差别。使用的是点积计算，数据量在100M左右。...实验步骤很简单，分别在主机上开辟普通内存，页锁定内存以及进行零拷贝内存的操作，看三者哪个完成的时间比较快，具体的代码在最后，这里是实验结果： ?...但是，页锁定内存相比于零拷贝内存到底慢在哪里呢，当然是慢在从主机内存拷贝到显存的时间了，注释掉页锁定的拷贝语句之后，可以得到以下结果： ?...可以看出来，由于没有拷贝内存，得出的结果是错误的，但是时间确实别零拷贝内存少了。...，零拷贝的内容不能缓存在显存里，如果内容要被反复使用，零拷贝就要不停地从内存里取值，增加总线压力，这样相比页锁定也就处于劣势。
零拷贝 概念 当某个程序或已存在的进程需要某段数据时，它只能在用户空间中属于它自己的内存中访问、修改，这段内存暂且称之为user buffer 正常情况下，数据只能从磁盘(或其他外部设备)加载到内核的缓冲区...零拷贝实现方式 在Linux中零拷贝的实现方式主要有: mmap + write、sendfile、splice mmap+write(内存映射) mmap 是 Linux 提供的一种内存映射文件方法，..., 因此可以将 ByteBuf 分解为多个共享同一个存储区域的 ByteBuf, 避免了内存的拷贝 通过 FileRegion 包装的FileChannel.transferTo 实现文件传输, 可以直接将文件缓冲区的数据发送到目标..., header 和 body 对象在内部其实是共享了 byteBuf 存储空间的不同部分而已 通过 FileRegion 实现零拷贝 Netty 中使用 FileRegion 实现文件传输的零拷贝,...零拷贝的理解 深入Linux IO原理和几种零拷贝
零拷贝 概念 当某个程序或已存在的进程需要某段数据时，它只能在用户空间中属于它自己的内存中访问、修改，这段内存暂且称之为user buffer 正常情况下，数据只能从磁盘(或其他外部设备)加载到内核的缓冲区...，write()返回 零拷贝实现方式 在Linux中零拷贝的实现方式主要有: 用户态直接 I/O、减少数据拷贝次数以及写时复制技术。...内存映射(mmap+write) mmap 是 Linux 提供的一种内存映射文件方法，即将一个进程的地址空间中的一段虚拟地址映射到磁盘文件地址。..., header 和 body 对象在内部其实是共享了 byteBuf 存储空间的不同部分而已 通过 FileRegion 实现零拷贝 Netty 中使用 FileRegion 实现文件传输的零拷贝,...零拷贝的理解 深入Linux IO原理和几种零拷贝
通常来说，大多数系统都会选择利用物理内存地址去访问高速缓存，因为高速缓存相比于主存要小得多，所以使用物理寻址也不会太复杂；另外也因为高速缓存容量很小，所以系统需要尽量在多个进程之间共享数据块，而使用物理地址能够使得多进程同时在高速缓存中存储数据块以及共享来自相同虚拟内存页的数据块变得更加直观...而异步 IO 指：内核态拷贝数据到用户态这种方式也是交给系统线程来实现，不由用户线程完成，如 windows 的 IOCP ，Linux 的 AIO。...四、 零拷贝 4.1 传统 IO 流程 传统 IO 流程会经过如下两个过程： 数据准备阶段：数据从硬件到内核空间 数据拷贝阶段：数据从内核空间到用户空间 零拷贝：指数据无需从硬件到内核空间或从内核空间到用户空间...下面介绍常见的零拷贝实现 4.2 mmap + write mmap 将内核中读缓冲区（read buffer）的地址与用户空间的缓冲区（user buffer）进行映射，从而实现内核缓冲区与应用程序内存的共享...4.7 Java 中零拷贝 MappedByteBuffer：基于内存映射（mmap）这种零拷贝方式的提供的一种实现。
零拷贝技术可以减少数据拷贝和共享总线操作的次数，消除传输数据在存储器之间不必要的中间拷贝次数，从而有效地提高数据传输效率。...对于 Linux 来说，现存的零拷贝技术也比较多，这些零拷贝技术大部分存在于不同的 Linux 内核版本，有些旧的技术在不同的 Linux 内核版本间得到了很大的发展或者已经渐渐被新的技术所代替。...总结 本系列文章介绍了 Linux 中的零拷贝技术，本文是其中的第一部分，介绍了零拷贝技术的基本概念，Linux 为什么需要零拷贝这种技术以及简要概述了 Linux 中都存在哪些零拷贝技术这样一些基本背景知识...第一部分主要介绍了一些零拷贝技术的相关背景知识，简要概述了 Linux 为什么需要零拷贝技术以及 Linux 中都有哪几种零拷贝技术。...这种预先分配共享缓冲区的机制有时也因为粒度问题需要将数据拷贝到另外一个缓冲区中去。 总结 本系列文章介绍了 Linux 中的零拷贝技术，本文是其中的第二部分。
接下来我们来看共享内存是如何实现的： 首先在物理内存中存在一片内存空间，这里用来管理共享内存 共享内存和管道的创建方式很像，一个进程通过对应的系统调用来创建共享内存，这个共享内存归OS管理。...既然是存在多份的共享内存，那么操作系统就要进行统一管理 — 共享内存不是简单的一段内存空间，也要有描述并管理共享内存的数据结构和匹配的算法！！！ 共享内存 = 内存空间（数据） + 共享内存的属性！...： 挂接到进程 上面我们已经可以正常建立共享内存了，接下来就要想办法来使用共享内存：把共享内存挂接到进程地址空间的共享区！...为了进行通信，我们还需要通过返回地址的函数： void * Addr() { return _shmaddr; } //清零函数！...我们在访问共享内存的时候没有使用任何系统调用！ 共享内存是所有进程IPC中速度最快的，共享内存大大减少了数据的拷贝次数！
void* attachshm(int shmid) { void* p = shmat(shmid, nullptr, 0); if((long long)p == -1L)//因为linux...void* attachshm(int shmid) { void* p = shmat(shmid, nullptr, 0); if((long long)p == -1L)//因为linux...return 0; } 共享内存的特点 优点：是所有进程通信中速度最快的，并且不像原来管道的那种需要定义一个buffer来储存数据，减少拷贝次数。...相比较于管道，数据传输进管道需要拷贝一次，数据传出数据需要拷贝一次，而共享内存不用。 共享内存的缺点： 不给我们进行同步和互斥的操作，也就是没有对数据进行任何保护。...共享内存的内核结构 之前在介绍shmctl接口中，文档已经显示了共享内存的数据结构了： 那么我们怎么拿到这些属性呢？ 通过这个选项，来拷贝内核的数据结构然后传出来。
可以，其他进程也可以通信 所以在任何时刻，可能有多个共享内存在被使用 系统中一定会存在很多共享内存同时存在 操作系统要不要整体管理所有的共享内存呢？要 操作性系统如何管理多个共享内存呢？...先描述，在组织 并不是在内存中开辟空间即可，系统为了管理共享内存，构建对应的描述共享内存的结构体对象 共享内存=共享内存的内核数据结构(伪代码:struct shm)+真正开辟的内存空间 2....创建共享内存 获取共享内存 创建共享内存，调用shmget函数，通过两个选项 若共享内存不存在则创建，若存在则报错 而获取共享内存，调用shmget函数，则返回已有的共享内存 ---- 此时运行可执行程序...将自己和共享内存关联起来 输入 man shmat 指令 at代表 关联 将共享内存和目标值关联起来 返回值为 共享内存的虚拟地址的起始地址 我们不知道应该把共享内存放在虚拟空间的什么地址处...删除共享内存 创建共享内存的进程已经早就退出了，但是共享内存还存在 确认共享内存存在： ipcs ipc作为进程间通信的简写 ipc表示资源 s表示有多个资源 显出来的为ipc通信系统所支持的三种
共享内存的概念 共享内存是指多个进程可以把一段内存共同的内存映射到自己的进程空间中，从而实现数据的共享和传输，它是存在与内核级别的一种资源，是所有进程间通信中方式最快的一种。...对于每一个共享内存段，内核会为其维护一个shmid_ds类型的结构体： // 摘自所用ubuntu18.04电脑中的/usr/include/i386-linux-gnu/bits/shm.h struct...key，ftok() 使用key创建/获得一个共享内存，shmget() 映射共享内存，得到虚拟地址，shmat() 使用共享内存，通过地址指针 移除映射，shmdt() 销毁共享内存，shmctl()...的共享内存。...参考： 《精通Linux C编程》- 程国钢 《Linux C编程完全解密》- 闫敬 吴淑坤
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。...在内核版本2.4中，socket缓冲区描述符结构发生了改动，以适应聚合操作的要求——这就是Linux中所谓的”零拷贝“。这种方式不仅减少了多个上下文切换，而且消除了数据冗余。...由于数据实际上仍然由磁盘复制到内存，再由内存复制到发送设备，有人可能会声称这并不是真正的”零拷贝”。然而，从操作系统的角度来看，这就是”零拷贝”,因为内核空间内不存在冗余数据。...sendfile在Linux、Solaris或HP-UX中的实现有很大的不同。这给希望在网络传输代码中利用”零拷贝”的开发者带来了问题。...展望 Linux中“零拷贝”的实现还远未结束，并很可能在不久的未来发生变化。
首先由操作系统在物理内存中开辟一段内存空间，共享内存虽然是操作系统创建的，但是这些进程中的某一个需要来创建这个共享内存，这个共享内存属于操作系统的。...由此，操作系统就要对共享内存进程管理（先描述，再组织），共享内存不是简单的一段内存空间，也要有描述并管理共享内存的数据结构和匹配算法。简单来说，对共享内存的管理，就变成了对链表的增删查改。...总结一下： 共享内存=内存空间（数据）+共享内存的属性 共享内存的操作 创建共享内存函数接口 创建共享内存函数接口为：shmget #include #include <sys...进程如何知道该共享内存存不存在？ 共享内存有自己对应的属性，这个属性有一个标识共享内存唯一性的字段，因此对应的共享内存存不存在，可以看对应的唯一性标识符。...例如下面的例子，客户端不写入任何内容，但是服务端一直在读入 ： 在访问共享内存时没有使用任何系统调用，共享区是所有进程IPC中速度最快的，因为共享内存大大减少数据拷贝次数。
而内核空间到用户空间则需要CPU的参与进行拷贝，既然需要CPU参与，也就涉及到了内核态和用户态的相互切换，如下图： NIO的零拷贝 零拷贝的数据拷贝如下图： 内核态与用户态切换如下图： 改进的地方...但这还没有达到我们零拷贝的目标。如果底层NIC（网络接口卡）支持gather操作，我们能进一步减少内核中的数据拷贝。...在Linux 2.4以及更高版本的内核中，socket缓冲区描述符已被修改用来适应这个需求。这种方式不但减少多次的上下文切换，同时消除了需要CPU参与的重复的数据拷贝。...在UNIX和Linux系统中，调用这个方法将会引起sendfile()系统调用。...那么使用NIO的直接内存！ NIO的直接内存 首先，它的作用位置处于传统IO（BIO）与零拷贝之间，为何这么说？
没有内存映射的I/O操作示意图： 磁盘->内核空间->用户空间 有内存映射的I/O操作示意图：少了一个copy操作 内存映射的优点： 减少了拷贝次数，节省I/O操作的开支 用户空间和内核空间可以直接高效交互...： 内存映射和共享内存的区别： 1.内存映射与文件关联，共享内存不需要与文件关联，把共享内存理解为内存上的一个匿名片段。...共享内存允许多个进程共享一个给定的存储区。...一般用信号量来同步共享内存的访问。 共享内存区在系统存储中的位置： 为什么要用共享内存： 对于涉及到内核操作的，内核和进程之间，经历了四次复制操作，开销很大。...*buf) --shmid：共享内存标识符 --cmd：共享内存控制指令 IPC_STAT：得到共享内存的状态 IPC_SET：改变共享内存的状态 IPC_RMID：删除该共享内存 --shmid_ds
进程之间通过共享内存进行关联 四.共享内存的特点 五.共享内存的内核结构 六.共享内存函数的总结 共享内存是为通信而诞生的。...共享内存是一种通信方式，所有想通信的进程，都可以用。 OS中一定会存在着很多共享内存。 二.共享内存你的概念 通过让不同的进程，看到同一个内存块的方式，叫做共享内存。...因为其共享内存在进程地址空间能够大大减少数据的拷贝次数。...（即本来用buffer，现在没有必要） 综合考虑管道和共享内存，考虑键盘输入和显示器输入，共享内存共有几次数据拷贝，即同一段代码，通过管道和共享内存，分别进行了几次拷贝？...对于管道来说，通过的是如下步骤： 将键盘输入的数据放到自己指定的缓冲区buffer中为第一次，将buffer中的数据拷贝到管道中是第二次，将管道中的数据拷贝到另一个进程的缓冲区中为第三次，将缓冲区的数据打印在显示器中为第四次
CPU，也就是说 I/O 过程需要 CPU 去执行数据拷贝的操作，因此导致了极大的系统开销，限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力这篇文章就从文件传输场景以及零拷贝技术深究Linux I/O的发展过程...，我们并不需要在用户空间对数据进行再加工，所以数据并不需要回到用户空间中零拷贝那么零拷贝技术就应运而生了，它就是为了解决我们在上面提到的场景——跨过与用户态交互的过程，直接将数据从文件系统移动到网络接口而产生的技术零拷贝实现原理零拷贝技术实现的方式通常有...内核处理该异常时为该进程分配一份物理内存并复制数据到此内存地址，重新向 MMU 发出执行该进程的写操作下图为COW在Linux中的应用之一: fork / clone，fork出的子进程共享父进程的物理空间...，当父子进程有内存写入操作时，read-only内存页发生中断，将触发的异常的内存页复制一份(其余的页还是共享父进程的)图片局限性COW 这种零拷贝技术比较适用于那种多读少写从而使得 COW 事件发生较少的场景...，仅当进行append / 修改等操作时才可能进行真正的copy（append时如果超过了当前切片的容量，就需要分配新的内存）缓冲区共享 (Buffer Sharing)从前面的介绍可以看出，传统的 Linux
Linux进程通信之共享存储 概念： 共享内存指 (shared memory)在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器（CPU）访问的大容量内存。...任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。...共享内存是 Unix下的多进程之间的通信方法 ,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。...PHP中的封装： php中封装了shm开头的函数和shmop开头的函数，实际效果是一样的，具体使用方式请查看官方手册 ，下面我们以shm开头的为例演示 特点： 共享内存是将内存映射到其他进程的地址空间中...，所以说共享内存也是最快的IPC进程通信方式 前提： 在使用IPC进程通信时，也就是信号量、消息队列、共享存储时，首先要先确定自己的PHP扩展是否已经开启，使用php -m 查看 编写代码 父子进程
共享内存是一个非常有意思的话题，一方面共享内存避免了通讯过程中的内存复制问题，是 Linux IPC 通讯中效率最高的一种。...从使用方式上讲，Linux 提供了三种共享内存的方式，包括 Unix 味的 POSIX 和 SysV 接口，还提供了直接文件映射内存的 mmap。...本文尝试分别介绍 Linux 共享内存的基本原理，并做一个 “违背祖宗的决定”，如何在 Golang 中使用共享内存。...Golang 是通过通讯代替共享内存的优雅代表，下文仅做试验，不建议日常使用 mmap mmap 是 POSIX 规范中的文件映射内存的方法，Linux 并提供了同名系统调用。...总结 从原理上讲 Linux 共享内存的主要方式只有两种，一是基于文件的 mmap，另一种就是 tmpfs，用一张图描述 Linux 几种实现共享内存的方式：
在进程通信应用中会用到共享内存，这就涉及到了IPC，与IPC相关的命令包括：ipcs、ipcrm（释放IPC）。IPCS命令是Linux下显示进程间通信设施状态的工具。...使用IPCS可以查看共享内存、信号量、消息队列的状态。...nattach； 第七列是共享内存的状态status。...当用户调用shmctl的IPC_RMID时，内存先查看多少个进程与这个内存关联着，如果关联数为0，就会销 毁这段共享内存，否者设置这段内存的mod的mode位为SHM_DEST，如果所有进程都不用则删除这段共享内存...删除IPC ipcrm -m| -q| -s shm_id 例如，我们在以0x12345678为KEY创建了一个共享内存，可以直接使用ipcrm -M 0x12345678来删除共享内存区域
导读 共享内存是在内存中单独开辟的一段内存空间，这段内存空间有自己特有的数据结构，包括访问权限、大小和最近访问的时间等。...共享内存 IPC 原理 共享内存进程间通信机制主要用于实现进程间大量的数据传输，下图所示为进程间使用共享内存实现大量数据传输的示意图： ?...该数据结构定义如下： from /usr/include/linux/shm.h struct shmid_ds { struct ipc_perm shm_perm; /* operation perms...，需要在进程地址空间与共享内存空间之间建立联系，即将共享内存空间挂载到进程中。...SHMALL (SHMMAX/getpagesize()*(SHMMNI/16))| define SHMSEG SHMMNI /* max shared segs per process */ Linux
就像 父子进程读取同一个数据一样，不过不能进行写入，因为会发生 写时拷贝 机制，拷贝共享数据 但共享内存就不一样了，真·共享，不会发生 写时拷贝 简单使用共享内存流程如下： 创建、关联共享内存 客户端向服务端写入数据...IPC 快的秘籍在于 减少数据拷贝（IO），IO 是很慢、很影响效率的 比如在使用管道通信时，需要经过以下几个步骤： 从进程 A 中读取数据（IO） 打开管道，然后通过系统调用将数据写入管道（IO）...： 进程 A 直接将数据写入共享内存中 进程 B 直接从共享内存中读取数据 显然，使用共享内存只需要经过 2 次 IO 所以共享内存的秘籍是 减少拷贝（IO）次数 得益于共享内存的这种特性，可以让进程通信的时候...，减少拷贝次数，所以共享内存是所有进程通信中，速度最快的 4.3、共享内存的缺点 共享内存这么快，为什么不直接只使用共享内存呢？...》 ---- 总结 以上就是本次关于 Linux 进程间通信之 共享内存 的全部内容了，共享内存 是所有 IPC 中最快的一种，因为它省去了很多不必要的 IO 操作，进程直接对话进程，效率极高，不过在狂飙的后果就是不安全
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