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…

零拷贝:零拷贝技术可以减少数据拷贝和共享总线操作的次数,消除通信数据在存储器之间不必要的中间拷贝过程,有效地提高通信效率,是设计高速接口通道.实现高速服务器和路由器的关键技术之一. sendfile #include <sys/sendfile.h>ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t* offset, size_t count);12参数特别注意的是:in_fd必须是一个支持mmap函数的文件描述符,也就是说必须指向真实文件,不能使soc…

Linux零拷贝原理 前言 磁盘可以说是计算机系统最慢的硬件之一,读写速度相差内存 10 倍以上,所以针对优化磁盘的技术非常的多,比如零拷贝.直接 I/O.异步 I/O 等等,这些优化的目的就是为了提高系统的吞吐量. DMA技术 在没有DMA技术之前,IO过程是这样的: 可以看到,整个数据的传输过程,都要需要 CPU 亲自参与搬运数据的过程,而且这个过程,CPU 是不能做其他事情的.当我们用千兆网卡或者硬盘传输大量数据的时候,都用 CPU 来搬运的话,肯定忙不过来. DMA即直接内存访问(*Di…

技术实现 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.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.本文是本系列文章的第二部分,针对第一部分内容中提到的几种零拷贝技术分别进行更详细的介绍,并对这些零拷贝技术的优缺点进行分析. 0 评论: 黄 晓晨, 软件工程师, IBM 冯 瑞, 软件工程师, IBM 2011 年 1…

深入剖析Linux IO原理和几种零拷贝机制的实现 来源 https://zhuanlan.zhihu.com/p/83398714 零壹技术栈      公众号[零壹技术栈] 前言 零拷贝(Zero-copy)技术指在计算机执行操作时,CPU 不需要先将数据从一个内存区域复制到另一个内存区域,从而可以减少上下文切换以及 CPU 的拷贝时间.它的作用是在数据报从网络设备到用户程序空间传递的过程中,减少数据拷贝次数,减少系统调用,实现 CPU 的零参与,彻底消除 CPU 在这方面的负载.实现零拷贝…

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…

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…

Reference:  https://segmentfault.com/a/1190000011989008 零拷贝是什么? 维基百科对“零拷贝”是这样描述的: "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 sa…

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…

零拷贝 本文图片和一些内容均来自后面的参考,非原创只是把文章中的一些关键内容整理一下,算作是一个学习笔记. 传统的I/O操作 传统的IO操作是用户应用程序只是需要调用两个系统调用 read() 和 write() 就可以完成这个数据传输操作,但是底层会发生很多步骤,这些步骤对上层都是隐藏的.我们来梳理一下. 当应用程序需要访问某块数据的时候: 应用程序发起系统调用read()读取文件(一次上下文切换,或者说是模式切换模式切换1,用户态切换到内核态) 操作系统内核会先检查这块数据是不是已经被存放在…

目录 文章目录 目录 Linux I/O 缓存背景 零拷贝技术(Zero-Copy) 参考文章 Linux I/O 缓存背景 当请求文件服务器的下载功能时,服务端程序所做的事情是:将服务器磁盘中的文件不做修改地从已连接的 Socket 发送到客户端,通常使用下面的代码完成: while ((n = read(diskfd, buf, BUF_SIZE)) > 0) write(sockfd, buf , n); 该程序的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 Soc…

Java基础-零拷贝技术应用案例 作者:尹正杰 版权声明:原创作品,谢绝转载!否则将追究法律责任. 零拷贝技术在Hadoop生态圈中很多组件得到应用,典型的比如kafka组件,它就很成功的应用了零拷贝技术,那么究竟什么是零拷贝技术呢?以及零拷贝技术和传统的拷贝技术有什么差异呢?还有零拷贝有什么缺陷呢?接下来,本篇博客会跟你一起验证这些问题! 一.传统拷贝 1>.Java中的传统拷贝 答:正常拷贝先将文件从磁盘交换到系统(内核)空间,再从内核空间交换到user空间,再从user空间交换到内核空间,…

磁盘可以说是计算机系统最慢的硬件之一,读写速度相差内存 10 倍以上,所以针对优化磁盘的技术非常的多,比如零拷贝.直接 I/O.异步 I/O 等等,这些优化的目的就是为了提高系统的吞吐量,另外操作系统内核中的磁盘高速缓存区,可以有效的减少磁盘的访问次数.本文会分析 I/O 工作方式,以及如何优化传输文件的性能.参考博客如下: 内容提纲 本会从以下几个方面介绍磁盘的IO技术: DMA之前的IO方式 直接内存访问--DMA技术. DMA文件传输存在的问题. 如何提高文件传输的性能. 零拷贝实现原理分…

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/…

from:http://blog.csdn.net/jasonliuvip/article/details/22600569 linux网络编程九:splice函数,高效的零拷贝 最近在看<Linux高性能服务器编程>,在此做个日记,以激励自己,同时分享于有需要的朋友. 1. splice函数 #include <fcntl.h> ssize_t splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_…

splice( )函数 在两个文件描述符之间移动数据,同sendfile( )函数一样,也是零拷贝. 函数原型: #include <fcntl.h> ssize_t splice(int fdin, loff_t *offin, int fdout, loff_t *offout, size_t len, unsigned int flags); 参数意义: fdin参数:待读取数据的文件描述符. offin参数:指示从输入数据的何处开始读取,为NULL表示从当前位置.如果fdin是一个管道…

from http://blog.csdn.net/hnlyyk/article/details/50856268 Linux系统使用man sendfile,查看sendfile原型如下: #include <sys/sendfile.h> ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count); 参数特别注意的是:in_fd必须是一个支持mmap函数的文件描述符,也就是说必须指向真实文件,不能使socket描…

Sendfile函数说明 #include ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count); sendfile()是作用于数据拷贝在两个文件描述符之间的操作函数.这个拷贝操作是内核中操作的,所以称为"零拷贝".sendfile函数比起read和write函数高效得多,因为read和write是要把数据拷贝到用户应用层操作. 参数说明: out_fd 是已经打开了,用于写操作(write)的文件描述…

Sendfile函数说明 #include ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count); sendfile()是作用于数据拷贝在两个文件描述符之间的操作函数.这个拷贝操作是内核中操作的,所以称为"零拷贝".sendfile函数比起read和write函数高效得多,因为read和write是要把数据拷贝到用户应用层操作. 参数说明:out_fd 是已经打开了,用于写操作(write)的文件描述符…

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)…

简介 零拷贝(zero-copy)技术可以减少数据拷贝和共享总线操作的次数,消除通信数据在存储器之间不必要的中间拷贝过程,有效地提高通信效率,是设计高速接口通道.实现高速服务器和路由器的关键技术之一.数据拷贝受制于传统的操作系统或通信协议,限制了通信性能.采用零拷贝技术,通过减少数据拷贝次数,简化协议处理的层次,在应用和网络间提供更快的数据通路,可以有效地降低通信延迟,增加网络吞吐率. 抛砖引玉 为了更好地理解问题的解决方案,我们首先需要了解问题本身. 让我们看看一个网络服务器通过网络将存储在文…

转载:https://www.jianshu.com/p/fad3339e3448 引文## 在写一个服务端程序时(Web Server或者文件服务器),文件下载是一个基本功能.这时候服务端的任务是:将服务端主机磁盘中的文件不做修改地从已连接的socket发出去,我们通常用下面的代码完成: while((n = read(diskfd, buf, BUF_SIZE)) > 0) write(sockfd, buf , n); 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s…

Netty 零拷贝(一)Linux 零拷贝 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. 一.几个重要的概念 1.1 用户空间与内核空间 操作系统的核心是内核,独立于普通的应用程序,可以访问受保护的内存空间,也有访问底层硬件设备的所有权限.为了保证用户进程不能直接操作内核 (kernel),保证内核的安全,操作系统将虚拟空间划分为两部分,一部分为内核空间,一部分为用户空间. 1.2 IO 两个流程 网络 IO 的本质是 socket 的读取,socket 在 linux…

本文首发于我的公众号 Linux云计算网络(id: cloud_dev),专注于干货分享,号内有 10T 书籍和视频资源,后台回复 「1024」 即可领取,欢迎大家关注,二维码文末可以扫. 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. 本文借鉴并总结了几种比较常见的 Linux 下的零拷贝技术,相关的引用链接见文后,大家如果觉得本文总结得太抽象,可以转到链接看详细解释.…

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: 引文## 在写一个服务端程序时(Web Server或者文件服务器),文件下载是一个基本功能.这时候服务端的任务是:将服务端主机磁盘中的文件不做修改地从已连接的socket发出去,我们通常用下面的代码完成: while((n = read(diskfd, buf, BUF_SIZE)) > 0) write(sockfd, buf , n); 基本操作就是循环的从磁盘读入…

这里只是感性地认识Linux零拷贝,不涉及具体细节. 1.Linux传统的数据拷贝 用户进程是不能直接访问文件系统的,要先切换到内核态,发起系统调用,DMA把磁盘中的数据写入内核空间,内核再把数据拷贝到用户空间,用户进程才能操作这些数据. 如上把磁盘上的文件发送到网络,将会发生4次状态切换,2次cpu拷贝. 2. 2.4版本前 (1)基于mmap(可修改数据)+write 将会有4次状态切换,1次cpu拷贝. 因为内存映射总是要对齐页边界(最小单位为4kb),所以可能会造成碎片空间的浪费,一个5…

前言 大白话解释,零拷贝就是没有把数据从一个存储区域拷贝到另一个存储区域.但是没有数据的复制,怎么可能实现数据的传输呢?其实我们在java NIO.netty.kafka遇到的零拷贝,并不是不复制数据,而是减少不必要的数据拷贝次数,从而提升代码性能 零拷贝的好处 内核空间和用户空间 缓冲区和虚拟内存 传统的 I/O mmap+write 实现的零拷贝 sendfile 实现的零拷贝 带有DMA收集拷贝功能的sendfile实现的零拷贝 java提供的零拷贝方式 关注公众号,一起交流 :潜行前行…

在学习sendfille之前,我们先来了解一下浏览器访问页面时,后台服务器的大致工作流程. 下图是从用户访问某个页面到页面的显示这几秒钟的时间当中,在后台的整个工作过程. 如上图,黑色箭头所示的过程,是传统方式的数据传输: 第一步:当用户请求www.test.com/index.html网页时,nginx服务器通过网卡接收到请求后,系统调用read导致了从用户空间到内核空间的上下文切换,内核再向磁盘发送关于Index.html的请求,DMA模块从磁盘中读取index.html(以下简称为数据)发…

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…