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零拷贝

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2020-12-01 14:48:38   1  举报

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零拷贝

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大纲/内容

基础概念

内存

物理内存

插在主板内存槽上的内存条

虚拟内存

为每个进程提供独有的地址空间，给进程有独享内存的错觉

进程页表

每个进程维护一个虚拟内存到物理内存的地址空间映射表

linux层级结构

用户空间

每个进程有一个独立的用户空间

用户空间不能直接访问内核空间的数据和函数

用户空间需要发起系统调用，上下文切换，将用户态切换成内核态

内核空间

所有内核进程共用一个内核空间

可以访问受保护的内存空间

具备访问底层硬件设备的权限

硬件

上下文切换

用户程序发起系统调用时，CPU将用户进程从用户态切换成内核态

系统调用返回时，CPU将用户进程从内核态切换成用户态

CPU I/O 中断

每次中断都会导致上下文切换

CPU拷贝

CPU负责数据的拷贝，数据传输过程中一直占用CPU资源

DMA拷贝

CPU向DMA下达指令，由DMA控制器负责拷贝数据，只需要将结果反馈给CPU，拷贝过程不占用CPU资源

外围设备绕过CPU调度，通过DMA控制器直接访问内存

实现方式

mmap

1次CPU拷贝，2次DMA拷贝，4次上下文切换

MappedByteBuffer

sendfile

1次CPU拷贝，2次DMA拷贝，2次上下文切换

意义

减少用户地址空间和内核地址空间的上下文切换次数

减少数据在用户缓冲区和内核缓冲区I/O到拷贝次数

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零拷贝技术全景深度解析

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建立数据段拷贝

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