Linux 零拷贝技术: 提升系统效率(linux零拷贝技术)
2023-06-13 09:13:35 时间
Linux 零拷贝技术(Zero Copy Technology)是一种利用硬件系统来提高系统效率的一种技术。它的核心思想是将数据从一个地方复制到另一个地方,省去了经过 CPU 过程的开销,而这一过程称为“零拷贝”。
零拷贝在 Linux 中被称为“内存映射”(Memory Mapping),它可让应用程序在不复制内存位置的情况下,使用它们间的通信,以此提高通信效率。内存映射无需将数据从一个进程复制到另一个进程,可以加速传输数据的实际过程,从而提升应用程序的性能。
Linux 零拷贝技术最常用的方式是使用“mmap”函数来建立内存映射关系。mmap函数的示例代码如下:
#include
//文件映射定义 mmap(NULL,size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
这段函数将会把一个文件映射到内存上,并建立内存映射关系,这样,应用程序就能够通过函数定义的映射,而不用实际拷贝内存那么简单地使用文件内容了。
另一个重要的零拷贝的实用方法是利用内核中的“splice”函数,来完成数据的零拷贝传输:
#include
#include
//数据零拷贝 splice(fd_in,NULL,fd_out,NULL,count,SPLICE_F_MORE | SPLICE_F_MOVE);
这段函数将从第一个文件描述符(fd_in)中读取count字节的数据,并零拷贝传输给第二个文件描述符(fd_out),而不是先将数据从一个地方拷贝到另一个地方,进而提高系统运行效率。
与它相比,通过传统的拷贝传输方式需要至少两次拷贝,第一次拷贝数据从文件缓冲区到进程的用户缓冲区,然后再从用户缓冲区拷贝到另一个进程的用户缓冲区,这样,两个进程之间才能共享内存。但使用零拷贝技术就不需要这样了,只需一次拷贝,即从一个设备拷贝到另一个设备,两个进程之间就可以直接共享内存,从而提升系统效率。
Linux 零拷贝技术在网络I/O性能提升方面最大的好处在于,只需要少量的拷贝数据,就可以使网络性能提升10倍之多,同时也大大减少系统的负载。
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