Java NIO - 零拷贝实现
这里转一篇Java NIO 零拷贝的实现文章,在此之前建议先理解什么是Linux中零拷贝,可以先看这篇文章。本文从源码着手分析了 Java NIO 对零拷贝的实现,主要包括基于内存映射(mmap)方式的 MappedByteBuffer 以及基于 sendfile 方式的 FileChannel。最后在篇末简单的阐述了一下 Netty 中的零拷贝机制,以及 RocketMQ 和 Kafka 两种消息队列在零拷贝实现方式上的区别。
这里转一篇Java NIO 零拷贝的实现文章,在此之前建议先理解什么是Linux中零拷贝,可以先看这篇文章。本文从源码着手分析了 Java NIO 对零拷贝的实现,主要包括基于内存映射(mmap)方式的 MappedByteBuffer 以及基于 sendfile 方式的 FileChannel。最后在篇末简单的阐述了一下 Netty 中的零拷贝机制,以及 RocketMQ 和 Kafka 两种消息队列在零拷贝实现方式上的区别。
Netty是一个高性能、异步事件驱动的NIO框架,提供了对TCP、UDP和文件传输的支持。作为当前最流行的NIO框架,Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用,一些业界著名的开源组件也基于Netty构建,比如RPC框架、zookeeper等。
目前流行的NIO框架非常的多。在论坛上、互联网上大家讨论和使用最多的有以下几种:
本文主要对异步IO和Java中对AIO的支持详解。
上面两篇文章中,我们分别讲解了阻塞式同步IO、非阻塞式同步IO、多路复用IO 这三种IO模型,以及JAVA对于这三种IO模型的支持。重点说明了IO模型是由操作系统提供支持,且这三种IO模型都是同步IO,都是采用的“应用程序不询问我,我绝不会主动通知”的方式。
异步IO则是采用“订阅-通知”模式: 即应用程序向操作系统注册IO监听,然后继续做自己的事情。当操作系统发生IO事件,并且准备好数据后,在主动通知应用程序,触发相应的函数:
本文主要对IO多路复用,Ractor模型以及Java NIO对其的支持。
我们试想一下这样的现实场景:
一个餐厅同时有100位客人到店,当然到店后第一件要做的事情就是点菜。但是问题来了,餐厅老板为了节约人力成本目前只有一位大堂服务员拿着唯一的一本菜单等待客人进行服务。
新的输入/输出 (NIO) 库是在 JDK 1.4 中引入的,弥补了原来的 I/O 的不足,提供了高速的、面向块的 I/O。
Standard IO是对字节流的读写,在进行IO之前,首先创建一个流对象,流对象进行读写操作都是按字节 ,一个字节一个字节的来读或写。而NIO把IO抽象成块,类似磁盘的读写,每次IO操作的单位都是一个块,块被读入内存之后就是一个byte[],NIO一次可以读或写多个字节。
I/O 与 NIO 最重要的区别是数据打包和传输的方式,I/O 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据。
BIO就是: blocking IO。最容易理解、最容易实现的IO工作方式,应用程序向操作系统请求网络IO操作,这时应用程序会一直等待;另一方面,操作系统收到请求后,也会等待,直到网络上有数据传到监听端口;操作系统在收集数据后,会把数据发送给应用程序;最后应用程序受到数据,并解除等待状态。
阻塞IO
和 非阻塞IO
这两个概念是程序级别
的。主要描述的是程序请求操作系统IO操作后,如果IO资源没有准备好,那么程序该如何处理的问题: 前者等待;后者继续执行(并且使用线程一直轮询,直到有IO资源准备好了)
本文主要简要介绍 Unix I/O 5种模型,并对5大模型比较,并重点为后续章节解释IO多路复用做铺垫。
一个输入操作通常包括两个阶段:
对于一个套接字上的输入操作,第一步通常涉及等待数据从网络中到达。当所等待分组到达时,它被复制到内核中的某个缓冲区。第二步就是把数据从内核缓冲区复制到应用进程缓冲区。
本文主要介绍Java IO常见类的使用,包括:磁盘操作,字节操作,字符操作,对象操作和网络操作。
Java 的 I/O 大概可以分成以下几类:
本文主要从JDK 11源码角度分析 OutputStream。
OutputStream是输出字节流,具体的实现类层次结构如下:
本文主要从JDK 11 源码角度分析InputStream。
InputStream是输入字节流,具体的实现类层次结构如下: