2020-02-03发表2020-02-03更新付威 5 分钟读完 (大约712个字)

Java如何实现零拷贝

什么是零拷贝

在操作系统中，从内核的形态区分，可以分为内核态（Kernel Space）和用户态（User Space）。

在传统的IO中，如果把数据通过网络发送到指定端的时候，数据需要经历下面的几个过程：

当调用系统函数的时候，CPU执行一系列准备工作，然后把请求发送给DMA处理（DMA可以理解为专门处理IO的组件），DMA将硬盘数据通过总线传输到内存中。
当程序需要读取内存的时候，这个时候会执行CPU Copy,内存会有内核态写入用户的缓存区。
系统调用write()方法时，数据从用户态缓冲区写入到网络缓冲区(Socket Buffer)，由用户态编程内核态。
最后由DMA写入网卡驱动中，传输到网卡的驱动。

可以看到，传统的IO的读写，数据会经历4次内存的拷贝，这种拷贝拷贝会带来资源的浪费和效率的底下。

如何实现零拷贝

2020-02-02发表2020-02-02更新付威 7 分钟读完 (大约1085个字)

Java中实现顺序IO

顺序IO和随机IO

对于磁盘的读写分为两种模式，顺序IO和随机IO。随机IO存在一个寻址的过程，所以效率比较低。而顺序IO，相当于有一个物理索引，在读取的时候不需要寻找地址，效率很高。

网上盗了一个图（侵权删）

Java中的随机读写

在Java中读写文件的方式有很多种，先总结以下3种方法：

FileWriter和FileReader

public static void fileWrite(String filePath, String content) {
     File file = new File(filePath);
     //创建FileWriter对象
     FileWriter writer = null;
     try {
          //如果文件不存在，创建文件
          if (!file.exists())
               file.createNewFile();
          writer = new FileWriter(file);
          writer.write(content);//写入内容
          writer.flush();
          writer.close();
     } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
     }
}

public static void fileRead(String filePath) {
     File file = new File(filePath);
     if (file.exists()) {
          try {
               //创建FileReader对象，读取文件中的内容
               FileReader reader = new FileReader(file);
               char[] ch = new char[1];
               while (reader.read(ch) != -1) {
                    System.out.print(ch);
               }
               reader.close();
          } catch (IOException ex) {
               ex.printStackTrace();
          }
          
     }
}

2020-01-26发表2020-01-26更新付威 10 分钟读完 (大约1557个字)

网络IO模型

IO本质上是对数据缓冲区的读写，主要分为文件IO和网络IO，基本模型有很多，可以从两个方面去认识同步和异步，阻塞和非阻塞。根据上面分类可以分为下面五类：

阻塞I/O（blocking I/O）
非阻塞I/O （nonblocking I/O）
I/O复用(select 、poll和epoll) （I/O multiplexing）
信号驱动I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
异步I/O （asynchronous I/O ）

阻塞IO

阻塞IO也是常说的BIO,是一个单线程的阻塞模型，在执行数据拷贝的时候，会阻塞主进程，直到数据拷贝完成。具体模式如下图：
BIO

从图中可以看出，这种模型的比较简单，及时性比较高，但是会阻塞用户进程，在使用的时候常常结合多线程或者多进程来使用。

如果在连接数比较多的情况下，多线程只能缓解，无法彻底解决。总之，多线程可以方便高效的解决小规模的服务请求，但面对大规模的服务请求，多线程模型也会遇到瓶颈。

非阻塞IO

由于BIO的执行效率和阻塞的问题，单机无法承载过多的数据处理。对于用户来说来说，其实不用等待数据的准备过程，只需要返回数据有没有准备好就行。

NIO

2020-01-26发表2020-01-26更新付威 7 分钟读完 (大约1062个字)

select,poll,epoll的区别

在多路复用的IO的模型中，存在三种机制，分别是select，poll和epoll.为了便于理解，可以使用简单的伪代码来表示一个原始的IO的读写：

while(true)  
{  
     for(Stream i: streamArr)  
     {  
          if(i.isNotReady()){
               continue;
          }
          doSomething();
     }  
}

select

时间复杂度O(n),它仅仅知道了，有I/O事件发生了，却并不知道是哪那几个流（可能有一个，多个，甚至全部），我们只能无差别轮询所有流，找出能读出数据，或者写入数据的流，对他们进行操作。所以select具有O(n)的无差别轮询复杂度，同时处理的流越多，无差别轮询时间就越长。具体的伪代码如下：

while(true)  
{  
     getSelectReadyStream();//此处是同步方法，如果有准备好的数据才会向下走。
     for(Stream i: streamArr)  
     {  
          if(i.isNotReady()){
               continue;
          }
          doSomething();
     }  
}