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标题: 【操纵体系】零拷贝 [打印本页]

作者: tsx81428 时间: 2025-1-10 04:27
标题: 【操纵体系】零拷贝
传统的文件传输：涉及四次CPU上下文切换，四次拷贝

零拷贝技术：
1.mmap+write：用mmap替换read，淘汰一次CPU拷贝，涉及四次CPU上下文切换，三次拷贝

2.sendfile()：涉及两次CPU上下文切换，三次拷贝

3.真正的零拷贝：
如果网卡支持 SG-DMA 技术（和普通的 DMA 不同），可以直接通过 SG-DMA 将内核缓冲区的数据拷贝到网卡，不再需要CPU进行拷贝。

总结：什么是零拷贝技术？
为了提高文件传输性能，于是出现了零拷贝技术，他通过一次体系调用（sendfile方法）合并了磁盘读取与网络发送两个操纵，降低了上下文切换次数。别的，拷贝数据都是发生在内核中的，天然降低了数据拷贝的次数。同时，数据拷贝的工作都是由DMA完成的，无需CPU进行数据拷贝。
使用零拷贝技术的项目：Ngnix、Kafka
需要留意的：针对于大文件，不应该使用 PageCache，即不应该使用零拷贝技术，由于可能由于PageCache 被大文件占据，而导致热点小文件无法利用到 PageCache，在高并发环境下，会带来严重性能题目。
大文件传输用什么方式实现？
在高并发场景下，针对大文件传输，使用异步I/O+直接I/O来替代零拷贝技术。
异步I/O可以解决阻塞题目，直接I/O可以不经过Page Cache 直接从磁盘读取数据到用户缓冲区，两者结合，可以实现无阻塞读取文件。如图所示：

总结：传输大文件时，使用异步I/O+直接I/O；传输小文件时，使用零拷贝技术。

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