【Netty】零拷贝（zero-copy）
目录
- 零拷贝技术实现
- 传统读取IO流的操作
- 2.1 读操作
- 2.2 写操作
- 2.3 MMAP+write
- 2.4 Sendfile
- 零拷贝应用场景
很多更新的技术在宣传的时候，都会提到速度、性能这个指标，什么提升了10倍，100倍啊，其中有一个技术点叫做zero-copy，也叫做零拷贝。
零拷贝核心优化点：就需要减少「用户态与内核态的上下文切换」和「内存拷贝」的次数。
1. 零拷贝技术实现
1.直接 I/O
2.mmap
3.sendfile
2. 传统读取IO流的操作
2.1 读操作
1、应用程序发起读数据操作，JVM会发起read()系统调用。
2、这时操作系统OS会进行一次上下文切换（把用户空间切换到内核空间）
3、通过磁盘控制器把数据copy到内核缓冲区中，这里的就发生了一次DMA Copy
4、然后内核将数据copy到用户空间的应用缓冲区中，发生了一次CPU Copy
5、read调用返回后，会再进行一次上下文切换（把内核空间切换到用户空间）
读操作发送两次数据拷贝、两次上下文的切换。
2.2 写操作
1、应用发起写操作，OS进行一次上下文切换（从用户空间切换为内核空间）
2、并且把数据copy到内核缓冲区Socket Buffer，做了一次CPU Copy
3、内核空间再把数据copy到磁盘或其他存储（网卡，进行网络传输），进行了DMA Copy
4、写入结束后返回，又从内核空间切换到用户空间
两次上下文切换 两次数据拷贝
也就是说 socket客户端与服务器端通讯可能会发生四次上下文切换 四次数据拷贝。
2.3 MMAP+write
read() 系统调用的过程中会把内核缓冲区的数据拷贝到用户的缓冲区里，于是为了减少这一步开销，我们可以用 mmap() 替换 read() 系统调用函数。
mmap() 系统调用函数会直接把内核缓冲区里的数据「映射」到用户空间，这样，操作系统内核与用户空间就不需要再进行任何的数据拷贝操作。
可以减少一次 内核空间拷贝数据到用户空间，该方案也不是最理想的零拷贝实现方案。
2.4 Sendfile
Linux内核 在2.1版本：
可以直接把内核缓冲区里的数据拷贝到 socket 缓冲区里，不再拷贝到用户态，这样就只有 2 次上下文切换，和 3 次数据拷贝 但是这还不是真正的零拷贝技术
Linux内核 在2.4版本：
sendfile() 系统调用的过程发生了点变化
MA 控制器就可以直接将内核缓存中的数据拷贝到网卡的缓冲区里，此过程不需要将数据从操作系统内核缓冲区拷贝到 socket 缓冲区中，这样就减少了一次数据拷贝；这就是所谓的零拷贝（Zero-copy）技术
因为我们没有在内存层面去拷贝数据，也就是说全程没有通过 CPU 来搬运数据，所有的数据都是通过 DMA 来进行传输的，总体来看，零拷贝技术可以把文件传输的性能提高至少一倍以上。
3. 零拷贝应用场景
- kafka
- Nginx
- Spark
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