今天给各位分享linux中的零拷贝技术学习的知识，其中也会对零拷贝的原理 java进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
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零拷贝Zero-copy技术详解
1、所以异步IO可以做到直接从磁盘缓冲区拷贝到用户缓冲区，适用于大文件传输。
2、零拷贝（zero-copy）基本思想是：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。
3、Linux的fork（）使用写时拷贝（copy-on-write）页实现。写时拷贝是一种可以推迟甚至免除拷贝数据的技术。内核此时并不复制整个进程地址空间，而是让父进程和子进程共享同一个拷贝。
4、可以见到，在这个过程中发生了2次cpu copy和2次DMA copy，以及发生了数次cpu状态切换。 这个操作对于应用服务器来说很频繁，因此带来的开销也是非常大。
5、Kafka使用零拷贝（Zero-Copy）技术来提供它的性能，所谓的零拷贝是指将数据直接从磁盘文件***到网卡设备中，而不需要经由应用程序之手，减少了内核和用户模式之间的上下文切换，零拷贝技术通过DMA技术实现。
[转]浅谈Linux下的零拷贝机制
1、有时候，应用程序在数据传输的过程中不需要对数据进行访问，将数据从linux的页缓存拷贝到用户进程的缓冲区就可以完全避免，传输的数据在页缓冲中就可以处理。在某些情况下，这种零拷贝技术能获得很好的性能。
2、总的来说，带有DMA收集拷贝功能的sendfile实现的I/O只使用了2次用户空间与内核空间的上下文切换，以及2次数据的拷贝，而且这2次的数据拷贝都是非CPU拷贝。
3、splice调用利用了Linux提出的管道缓冲区机制， 所以至少一个描述符要为管道。以上几种零拷贝技术都是减少数据在用户空间和内核空间拷贝技术实现的，但是有些时候，数据必须在用户空间和内核空间之间拷贝。
4、前面已经讲了Linux 读 操作的两种方式具体步骤，下面讲一下 读写 整个过程的步骤。为了更好的理解零拷贝实现方式所以理解基础的读写过程也很重要。
5、从 Linux 内核 4 版本开始起，sendfile（） 系统调用的过程发生了点变化，具体过程如下：这种方式才是实现了真正的零拷贝，真正的解放了CPU。但是这种方式需要硬件DMA控制器的配合。
零拷贝技术
1、该零拷贝技术侧重于灵活的处理数据在用户进程中的缓冲区和操作系统的页缓冲区之间的拷贝操作。这种方式延续了传统的通信方式，但是更加灵活。linux中该方法主要利用写时***技术。
2、但当前还没有达到零拷贝，如果底层网卡支持收集操作，可以进一步减少内核重复拷贝数据的操作。在 Linux 内核 4 及更高版本中，套接字缓冲区描述符支持该场景。
3、所以异步IO可以做到直接从磁盘缓冲区拷贝到用户缓冲区，适用于大文件传输。
4、以上几种零拷贝技术都是减少数据在用户空间和内核空间拷贝技术实现的，但是有些时候，数据必须在用户空间和内核空间之间拷贝。这时候，我们只能针对数据在用户空间和内核空间拷贝的时机上下功夫了。
5、所有也就有了通过零拷贝技术来减少和避免不必要的CPU数据拷贝过程。 ① 发出sendfile系统调用，导致用户空间到内核空间的上下文切换（第一次上下文切换）。
6、系统调用命令： mmap（） 。使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以像访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read（），write（） 等操作。
Linux系统I/O操作与零拷贝
简单的说，零拷贝是一种避免CPU将数据从一快存储拷贝到另外一块存储的技术。
使用DMA的系统I/O操作要进行4次内核空间与应用程序空间的上下文切换，2次CPU数据拷贝及2次DMA数据拷贝。 Mmap内存映射与标准I/O操作的区别在于当应用程序需要访问数据时，不需要进行内核缓冲区到应用程序缓冲区之间的数据拷贝。
下面我们通过一个Java非常常见的应用场景：将系统中的文件发送到远端（该流程涉及：磁盘上文件 —— 内存（字节数组） —— 传输给用户/网络）来详细展开传统I/O操作和通过零拷贝来实现的I/O操作。
sendfile只适用于将数据从文件拷贝到套接字上，限定了它的使用范围。Linux在17版本引入splice系统调用，用于在两个文件描述符中移动数据。
对于带有DMA收集拷贝功能的sendfile系统调用，还可以再减少一次内核缓冲区之间的拷贝。
nginx中配置sendfile及详细说明
1、***块：可以嵌套多个server，配置代理，缓存，日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置。如文件引入，mime-type定义，日志自定义，是否使用sendfile传输文件，连接超时时间，单连接请求数等。
2、全局块：配置影响nginx全局的指令。一般有运行nginx服务器的用户组，nginx进程pid存放路径，日志存放路径，配置文件引入，允许生成worker process数等。events块：配置影响nginx服务器或与用户的网络连接。
3、Nginx仅支持在读取文件时使用异步I/O，因为正常写入文件时往往时写入内存中就立刻[_a***_]，效率很高，而使用异步I/O写入时速度会明显下降。其次，Linux SendFile系统调用带来的优势。
4、由于访问日志文件增长速度非常快，日志太大会严重影响服务器效率。同时，为了方便对日志进行分析计算，须要对日志文件进行定时切割。定时切割的方式有按月切割、按天切割、按小时切割等。最常用的是按天切割。
5、nginxsendfile缺点有三个。适应范围较小，仅能支持***、***s、Email协议。对后端服务器的健康检查，只支持通过端口检测，不支持url来检测。
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