10.网络文件IO优化

10. 网络文件IO优化

本地磁盘中文件发送到网络中：

1. 直接 IO 技术

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• 内核缓冲区又叫做Linux系统的Page Cahe。 为了加快磁盘的IO，Linux系统会把磁盘上的数据以 Page为单位缓存在操作系统的内存里，这里的Page是 Linux 系统定义的一个逻辑概念，一个Page一般为4K

• 整个过程有四次数据拷贝，读进来两次，写回去又两次：

  • 磁盘 –> 内核缓冲区 –> 用户态程序
  • 用户态程序 –> Socket缓冲区–> 网络

相关API：
 ssize_t read(int filedes, void *buf, size_t nbytes);
 ssize_t write(int filedes, void *buf, size_t nbytes);

### 2. 内存映射文件技术

• 整个过程有三次数据拷贝，不再经过应用程序内存：
  • 磁盘 –> 内核缓冲区 –> Socket 缓冲区
  • Socket缓冲区 –> 网络

相关API：
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

3. 零拷贝技术

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• 内核缓冲区到 Socket 缓冲区之间并没有做数据的拷贝，只是一个地址的映射。底层的网卡驱动程序要读取数据并发送到网络上的时候，看似读取的是 Socket 的缓冲区中的数据，其实直接读的是内核缓冲区中的数据。

• 零拷贝中所谓的“零”指的是内存中数据拷贝的次数为 0 (磁盘的数据读取到内存还是存在的)

• 整个过程有0次数据拷贝：

  • 磁盘 –> 内核缓冲区
  • Socket缓冲区 –> 网络

相关API：
ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count);