1. NIO与零拷贝

1.1 零拷贝基本介绍

  1. 零拷贝是网络编程的关键，很多性能优化都离不开
  2. Java程序中，常用的零拷贝有mmap(内存映射)和sendFile。

传统的IO数据读写

需要三次用户态和内核态切换
4次内存的拷贝
在这里插入图片描述

mmap优化

  1. mmap经过内存映射（userbuffer 和 kernelbuffer 共享），将文件映射到内核缓冲区，同时，用户空间可以共享内核空间的数据（直接从内核空间buffer拷贝到内核空间socketbuffer）。这样，进行网络传输时，可以减少内核空间到用户空间的拷贝次数。
    在这里插入图片描述

sendFile优化（DMA copy）

  1. linux2.1 ：数据不经过用户态，直接从内核缓冲区 => socketBuffer => protocal engin.，由于和用户态完全无关，就减少了一次上下文切换.
    在这里插入图片描述
  2. linux2.4: 直接从内核缓冲区 => 协议栈（拷贝到socketBuffer信息很少，忽略不计）
    在这里插入图片描述

零拷贝再次理解

  1. 零拷贝:指的是没有CPU拷贝。通过DMA拷贝。(所谓DMA拷贝就是通过其他硬件负责数据的转移，不需要CPU参与，解放了CPU。DMA copy 和 CPU copy)
  2. 零拷贝优势：更少的数据复制，减少上下文切换（内核态和用户态的切换）。

mmap 和 sendFile 的区别

  1. mmap适合小数据量读写，sendFile适合大文件传输
  2. sendFile可以利用DMA，减少cpu拷贝。mmap不能，它是用户buffer和内核buffer共享的。

1. 2 案例

使用NIO零拷贝方式传递（channel.transeferTo）一个大文件。速度快得多。

2. Java AIO 基本介绍

  1. JDK1.7引入了AIO,采用了Proactor模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，他的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数较多且连接时长较长的应用。
  2. 目前AIO还没有广泛使用。netty是基于NIO的而不是AIO.

3. BIO NIO AIO 对比

在这里插入图片描述