转载:https://www.jianshu.com/p/1d1fa2fe1ed9 此文章已同步发布在我的 segmentfault 专栏. 根据 Wiki 对 Zero-copy 的定义: "Zero-copy" describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another. This is frequen…

原文链接 Netty中ByteBuf的引用计数线程安全的实现原理 代码仓库地址 ByteBuf 实现了ReferenceCounted 接口,实现了引用计数接口,该接口的retain(int) 方法为了保证线程安全使用了自旋锁来确保操作安全,那么选择了比较重要的实现类AbstractReferenceCountedByteBuf 来查看这一特性. 在JDK 1.5 之后,JDK的并发包提供了Atomic* 的相关类,来帮助开发者更好的完成并发操作,这里我们学习使用CAS来实现线程安全,CAS就是…

此文章已同步发布在我的 segmentfault 专栏. 根据 Wiki 对 Zero-copy 的定义: "Zero-copy" describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another. This is frequently used to save CPU cycles and memory ban…

本文来分享Netty中的零拷贝机制以及内存缓冲区ByteBuf的实现. 源码分析基于Netty 4.1.52 Netty中的零拷贝 Netty中零拷贝机制主要有以下几种 1.文件传输类DefaultFileRegion#transferTo,调用FileChannel#transferTo,直接将文件缓冲区的数据发送到目标Channel,减少用户缓冲区的拷贝(通过linux的sendfile函数). 使用read 和 write过程如下 使用sendfile 可以看到,使用sendfile函数可…

前言 上一节(堆外内存与零拷贝)当中我们从jvm堆内存的视角解释了一波零拷贝原理,但是仅仅这样还是不够的. 为了彻底搞懂零拷贝,我们趁热打铁,接着上一节来继续讲解零拷贝的底层原理. 感受一下NIO的速度 之前的章节中我们说过,Nio并不能解决网络传输的速度.但是为什么很多人却说Nio的速度比传统IO快呢? 没错,zero copy.我们先抛出一个案例,然后根据案例来讲解底层原理. 首先,我们实现一个IO的服务端接受数据,然后分别用传统IO传输方式和NIO传输方式来直观对比传输相同大小的文件所耗费…

引言 以下翻译自:Zero Copy I: User-Mode Perspective 零拷贝是什么? 为了更好地理解问题的解决方案,我们首先需要理解问题本身.让我们来看看什么是参与网络服务器的简单过程dæmon服务数据存储在一个文件通过网络客户端.下面是一些示例代码: read(file, tmp_buf, len); write(socket, tmp_buf, len); 看起来很简单;您会认为只有这两个系统调用不会带来太多开销.事实上,这与事实相去甚远.在这两个调用之后,数据至少复制了四…

零复制概念: " 零复制"描述了计算机操作,其中CPU不执行将数据从一个存储区复制到另一个存储区的任务.通过网络传输文件时,通常用于节省CPU周期和内存带宽. WIKI的定义中,我们看到 "零复制" 是指计算机操作的过程,不需要消耗CPU资源来在内存之间进行数据复制.它通常是指计算机在网络上发送文件时,不需要将文件的内容复制到用户空间并将其直接传输到内核空间中的网络的方式. ① 非零副本(传统的数据复制方法): → :CPU Copy(慢) → :DMA(直接内存访…

NIO中缓冲区是数据传输的基础,JDK通过ByteBuffer实现,Netty框架中并未采用JDK原生的ByteBuffer,而是构造了ByteBuf. ByteBuf对ByteBuffer做了大量的优化,比如说内存池,零拷贝,引用计数(不依赖GC),本文主要是分析这些优化,学习这些优化思想,学以致用,在实际工程中,借鉴这些优化方案和思想. 直接内存和堆内存 首先先讲一下这里面需要用的基础知识,在JVM中 内存可分为两大块,一个是堆内存,一个是直接内存.这里简单介绍一下 堆内存: 堆内存是Jvm…

在Netty中,还有另外一个比较常见的对象ByteBuf,它其实等同于Java Nio中的ByteBuffer,但是ByteBuf对Nio中的ByteBuffer的功能做了很作增强,下面我们来简单了解一下ByteBuf. 下面这段代码演示了ByteBuf的创建以及内容的打印,这里显示出了和普通ByteBuffer最大的区别之一,就是ByteBuf可以自动扩容,默认长度是256,如果内容长度超过阈值时,会自动触发扩容 public class ByteBufExample { public sta…

概述 本系列由两篇文章组成,介绍了当前用于 Linux 操作系统上的几种零拷贝技术,简单描述了各种零拷贝技术的实现,以及它们的特点和适用场景.本文是本系列文章的第一部分,主要是介绍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. 1 评论: 黄 晓晨, 软件工程师, IBM 冯 瑞, 软件工程师, IBM 2011 年 1 月 27 日 内容 在 IBM Bluemix 云平台上开发并部署您的下一个应用. 现在就开始免费试用 引…

服务器响应一个http请求的步骤 把磁盘文件读入内核缓冲区 从内核缓冲区读到内存 处理(静态资源不需处理) 发送到网卡的内核缓冲区(发送缓存) 网卡发送数据 数据从第一步中的内核缓冲区到第四步的内核缓冲区白白绕了一个圈,没有任何变化浪费了时间 而sendfile系统调用就是来解决这个问题的.sendfile省略了上面的 2.3步,磁盘文件被直接发送到了网卡的内存缓冲区,减少了数据复制和内核态切换的开销 . 如果不用sendfile,网络的传输流程 read(file, tmp_buf, len)…

Linux 中的零拷贝技术,第 2 部分 https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-zerocopy2/index.html   Linux 中的直接 I/O 如果应用程序可以直接访问网络接口存储,那么在应用程序访问数据之前存储总线就不需要被遍历,数据传输所引起的开销将会是最小的.应用程序或者运行在用户模式下的库函数可以直接访问硬件设备的存储,操作系统内核除了进行必要的虚拟存储配置工作之外,不参与数据传输过程中的其它任何事情.直接 I/O…

Linux 中的零拷贝技术,第 1 部分 https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-zerocopy1/index.html   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…

前言 "零拷贝"这三个字,想必大家多多少少都有听过吧,这个技术在各种开源组件中都使用了,比如kafka,rocketmq,netty,nginx等等开源框架都在其中引用了这项技术.所以今天想和大家分享一下有关于零拷贝的一些知识. 计算机中数据传输 在介绍零拷贝之前我想说下在计算机系统中数据传输的方式.数据传输系统的发展,为了写这一部分又祭出了我尘封多年的计算机组成原理: 早期阶段: 分散连接,串行工作,程序查询. 在这个阶段,CPU就像个保姆一样,需要手把手的把数据从I/O接口从读出然…

    "零拷贝"这三个字,想必大家多多少少都有听过吧,这个技术在各种开源组件中都使用了,比如kafka,rocketmq,netty,nginx等等开源框架都在其中引用了这项技术.所以今天想和大家分享一下有关于零拷贝的一些知识.   计算机中数据传输   在介绍零拷贝之前我想说下在计算机系统中数据传输的方式.数据传输系统的发展,为了写这一部分又祭出了我尘封多年的计算机组成原理: 早期阶段:   分散连接,串行工作,程序查询. 在这个阶段,CPU就像个保姆一样,需要手把手的把数据从I/…

参考:http://blog.csdn.net/caianye/article/details/7576198 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…

Efficient data transfer through zero copy Zero Copy I: User-Mode Perspective 0. 前言 在阅读RocketMQ的官方文档时,发现Chapter6.1中关于零拷贝的叙述中有点不理解,因此查阅了相关资料,来解释文中的说法. Consumer消费消息过程,使用了零拷贝,零拷贝包含以下两种方式 使用mmap + write方式 优点:即使频繁调用,使用小块文件传输,效率也很高 缺点:不能很好的利用DMA方式,会比sendfil…

深入分析通过Socket进行数据文件传递中的传统IO的弊端以及NIO的零拷贝实现原理,及用户空间和内核空间的切换方式 传统的IO流程 在这个过程中: 数据从磁盘拷贝进内核空间缓冲区 从内核空间缓冲区拷贝到用户空间缓冲区 从用户空间缓冲区拷贝回内核空间缓冲区 在从内核空间缓冲区拷贝到socket的缓冲区 由Socket缓存区传递给数据发送引擎发送 第三步的必要性: IO操作涉及到本地方法,java担心,当使用native本地方法对堆内数组进行操作时发生GC, 因为堆内内存是受JVM影响的,一旦发生…

零拷贝介绍 零拷贝是网络编程的关键, 很多性能优化都需要零拷贝. 在 Java程序中, 常用的零拷贝方式有m(memory)map[内存映射] 和 sendFile.它们在OS中又是怎样的设计? NIO中如何使用零拷贝? NIO 与 传统IO对比 传统IO流程示意图 user context: 用户态 kernel context: 内核态 User space: 用户空间 Kernel space: 内核空间 Syscall read: 系统调用读取 Syscall write: 系统调用写入…

原文地址 https://www.cnblogs.com/yizhou35/p/12026263.html 零拷贝就是一种避免CPU 将数据从一块存储拷贝到另外一块存储的技术. DMA技术是Direct Memory Access的缩写.其意思是“存储器直接访问”.它是指一种高速的数据传输操作,允许在外部设备和存储器之间直接读写数据,既不通过CPU,也不需要CPU干预. DMA是指外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据的接口技术.要把外设的数据读入内存或把内存的数据传送到外设,一般都要通过…

Kafka之所以那么快的另外一个原因就是零拷贝(zero-copy)技术.本文我们就来了解Kafka中使用的零拷贝技术为什么那么快. 传统的文件拷贝 传统的文件拷贝通常需要从用户态去转到核心态,经过read buffer,然后再返回到用户态的应用层buffer,然后再从用户态把数据拷贝到核心态的socket buffer,然后发送到网卡.如下图所示: 从上图你会发现,传统的数据传输需要多次的用户态和核心态之间的切换,而且还要把数据复制多次,最终才打到网卡. 如果减少了用户态与核心态之间的切换,是…

最近一个学员去滴滴面试,在第二面的时候遇到了这个问题: "请你简单说一下Kafka的零拷贝原理" 然后那个学员努力在大脑里检索了很久,没有回答上来. 那么今天,我们基于这个问题来看看,普通人和高手是如何回答的! 普通人的回答: 零拷贝是一种减少数据拷贝的机制,能够有效提升数据的效率 高手的回答: 在…

一.先理解内核空间与用户空间 Linux 按照特权等级,把进程的运行空间分为内核空间和用户空间,分别对应着下图中, CPU 特权等级分为4个,Linux 使用 Ring 0 和 Ring 3. 内核空间(Ring 0)具有最高权限,可以直接访问所有资源,: 用户空间(Ring 3)只能访问受限资源,不能直接访问内存等硬件设备,必须通过系统调用陷入到内核中,才能访问这些特权资源. 上面的Ring图可以简化成: 内核从本质上看是一种软件--控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程序运行的环境.用户态即…

零拷贝Zero-Copy 我们先来看下它的定义: "Zero-copy" describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another. This is frequently used to save CPU cycles and memory bandwidth when transmitting a fi…

理解零拷贝 零拷贝是Netty的重要特性之一,而究竟什么是零拷贝呢? WIKI中对其有如下定义: “Zero-copy” describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another. 从WIKI的定义中,我们看到“零拷贝”是指计算机操作的过程中,CPU不需要为数据在内存之间的拷贝消耗资源.而它通常是指计算机在网络上发…

根据 Wiki 对 Zero-copy 的定义: "Zero-copy" describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another. This is frequently used to save CPU cycles and memory bandwidth when transmitting a fi…

Netty 零拷贝(三)Netty 对零拷贝的改进 Netty 系列目录 (https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10117436.html) Netty 的"零拷贝"主要体现以下几个方面: Netty 的接收和发送 ByteBuffer 采用 DIRECT BUFFERS,使用堆外直接内存进行 Socket 读写,不需要进行字节缓冲区的二次拷贝.如果使用传统的堆内存(HEAP BUFFERS)进行 Socket 读写,JVM 会将堆内存 Buffer…

网络数据的基本单位总是字节.Java NIO 提供了 ByteBuffer 作为它 的字节容器,但是这个类使用起来过于复杂,而且也有些繁琐. Netty 的 ByteBuffer 替代品是 ByteBuf,一个强大的实现,既解决了 JDK API 的局限性, 又为网络应用程序的开发者提供了更好的 API. 一.ByteBuf 的 API Netty 的数据处理 API 通过两个组件暴露——abstract class ByteBuf 和 interface ByteBufHolder. 下面是一…

由于JDK中提供的ByteBuffer无法动态扩容,并且API使用复杂等原因,Netty中提供了ByteBuf.Bytebuf的API操作更加便捷,可以动态扩容,提供了多种ByteBuf的实现,以及高效的零拷贝机制. ByteBuf的操作 ByteBuf有三个重要的属性:capacity容量,readerIndex读取位置,writerIndex写入位置提供了readerIndex和weiterIndex两个变量指针来支持顺序读和写操作 下图显示了一个缓冲区是如何被两个指针分割成三个区域的: 代…

Netty的中零拷贝与上述零拷贝是不一样的,它并不是系统层面上的零拷贝,只是相对于ByteBuf而言的,更多的是偏向于数据操作优化这样的概念. Netty中的零拷贝: 1.CompositeByteBuf,将多个ByteBuf合并为一个逻辑上的ByteBuf,避免了各个ByteBuf之间的拷贝. 使用方式: CompositeByteBuf compositeByteBuf = Unpooled.compositeBuffer(); compositeByteBuf.addComponents(…