滴滴二面:kafka的零拷贝原理?

news/2024/6/18 22:00:04 标签: kafka, 分布式

在实际应用中,如果我们需要把磁盘中的某个文件内容发送到远程服务器上,如图

那么它必须要经过几个拷贝的过程,如图(贴图)。

1.从磁盘中读取目标文件内容拷贝到内核缓冲区

2.CPU控制器再把内核缓冲区的数据赋值到用户空间的缓冲区中

3.接着在应用程序中,调用write()方法,把用户空间缓冲区中的数据拷贝到内核下的SocketBuffer中。

4.最后,把在内核模式下的SocketBuffer中的数据赋值到网卡缓冲区(NICBuffer)5.网卡缓冲区再把数据传输到目标服务器上。

在这个过程中我们可以发现,数据从磁盘到最终发送出去,要经历4次拷贝,而在这四次拷贝过程中,有两次拷贝是浪费的,

分别是:6.从内核空间赋值到用户空间

7.从用户空间再次复制到内核空间

除此之外,由于用户空间和内核空间的切换会带来CPU的上线文切换,对于CPU性能也会造成性能影响。

而零拷贝,就是把这两次多于的拷贝省略掉,应用程序可以直接把磁盘中的数据从内核中直接传输给Socket,而不需要再经过应用程序所在的用户空间,

如下图所示。

零拷贝通过DMA(DirectMemoryAccess)技术把文件内容复制到内核空间中的ReadBuffer,接着把包含数据位置和长度信息的文件描述符加载到SocketBuffer中,DMA引擎直接可以把数据从内核空间中传递给网卡设备。

在这个流程中,数据只经历了两次拷贝就发送到了网卡中,并且减少了2次cpu的上下文切换,对于效率有非常大的提高。所以,所谓零拷贝,并不是完全没有数据赋值,只是相对于用户空间来说,不再需要进行数据拷贝。

对于前面说的整个流程来说,零拷贝只是减少了不必要的拷贝次数而已。在程序中如何实现零拷贝呢?

在Linux中,零拷贝技术依赖于底层的sendfile()方法实现

在Java中,FileChannal.transferTo()方法的底层实现就是sendfile()方法。

除此之外,还有一个map的文件映射机制它的原理是:将磁盘文件映射到内存,用户通过修改内存就能修改磁盘文件。使用这种方式可以获取很大的I/O提升,省去了用户空间到内核空间复制的开销。


http://www.niftyadmin.cn/n/5388957.html

相关文章

逻辑回归算法概述

逻辑回归算法概述 概述如何调用库函数选择适当的优化算法优化算法的作用逻辑回归 LogisticRegression 中优化算法的选择 其他机器学习算法:机器学习实战工具安装和使用 概述 逻辑回归是一种用于估计某种事物可能性的算法,可用于回归和分类任务。它通过历…

C++ 文件操作-文本文件-读取和打开文件方法详解

读文件步骤 #include <iostream> using namespace std; #include <fstream> #include <string> //文本文件 读文件void test(){// 1 包含头文件// 2 创建流对象ifstream ifs;// 3 打开文件 并且判断是否打开成功ifs.open("table.txt",ios::in); //…

深入了解Git

1.1 Git 的工作流程简介 克隆 Git 资源作为工作目录 在克隆的资源上添加或修改文件 如果其他人修改了&#xff0c;你可以更新资源 在提交前查看修改 提交修改 在修改完成后&#xff0c;如果发现错误&#xff0c;可以撤回提交并再次修改并提交 1.2 Git 工作区、暂存区和版…

VUE中引入外部jquery.min.js文件

jquery官网&#xff1a;https://jquery.com/ cdn链接&#xff1a;https://code.jquery.com/jquery-3.7.1.js <template><div class"">测试jq<div id"jq">这是一个盒子</div></div> </template><script> import…

C# 语言教程

一、引言 C#&#xff08;读作“C Sharp”&#xff09;是由微软开发的一种面向对象的编程语言&#xff0c;它结合了 C 的强大功能和 Java 的易用性。C# 语言是 .NET 框架的一部分&#xff0c;特别适用于 Windows 桌面应用程序、Web 应用程序以及分布式系统的开发。本教程将介绍…

c++服务器开源项目Tinywebserver运行

c服务器开源项目Tinywebserver运行 一、Tinywebserver介绍二、环境搭建三、构建数据库四、编译Tinywebserver五、查看效果 Tinywebserver是github上一个十分优秀的开源项目&#xff0c;帮助初学者学习如何搭建一个服务器。 本文讲述如何在使用mysql跟该项目进行连接并将项目运行…

【网络安全 | 网络协议】一文讲清HTTP协议

HTTP概念简述 HTTP&#xff08;Hypertext Transfer Protocol&#xff09;协议&#xff0c;又称超文本传输协议&#xff0c;用于传输文本、图像、音频、视频以及其他多媒体文件。它是Web应用程序通信的基础&#xff0c;通过HTTP协议&#xff0c;Web浏览器可以向Web服务器发起请…

AI手机是什么原理

AI手机&#xff0c;即搭载人工智能技术的智能手机&#xff0c;基于几个核心原理和技术来提升用户体验和手机的智能化程度。这些原理主要包括&#xff1a; 机器学习和深度学习&#xff1a; AI手机利用机器学习算法&#xff0c;尤其是深度学习模型&#xff0c;来分析和理解用户数…