Netty 中的零拷贝(Zero-Copy)机制
您目前处于:编程  2016年09月25日

理解零拷贝

零拷贝是Netty的重要特性之一,而究竟什么是零拷贝呢? WIKI中对其有如下定义:

"Zero-copy" describes computer operations in which the CPU does not perform the task of copying data from one memory area to another.

从WIKI的定义中,我们看到“零拷贝”是指计算机操作的过程中,CPU不需要为数据在内存之间的拷贝消耗资源。而它通常是指计算机在网络上发送文件时,不需要将文件内容拷贝到用户空间(User Space)而直接在内核空间(Kernel Space)中传输到网络的方式。

Non-Zero Copy方式: 

Zero Copy方式:

从上图中可以清楚的看到,Zero Copy的模式中,避免了数据在用户空间和内存空间之间的拷贝,从而提高了系统的整体性能。Linux中的sendfile()以及Java NIO中的FileChannel.transferTo()方法都实现了零拷贝的功能,而在Netty中也通过在FileRegion中包装了NIO的FileChannel.transferTo()方法实现了零拷贝。

Netty 中零拷贝的实现机制

Netty的“零拷贝”主要体现在如下三个方面:

1) Netty的接收和发送ByteBuffer采用DIRECT BUFFERS,使用堆外直接内存进行Socket读写,不需要进行字节缓冲区的二次拷贝。如果使用传统的堆内存(HEAP BUFFERS)进行Socket读写,JVM会将堆内存Buffer拷贝一份到直接内存中,然后才写入Socket中。相比于堆外直接内存,消息在发送过程中多了一次缓冲区的内存拷贝。

2) Netty提供了组合Buffer对象,可以聚合多个ByteBuffer对象,用户可以像操作一个Buffer那样方便的对组合Buffer进行操作,避免了传统通过内存拷贝的方式将几个小Buffer合并成一个大的Buffer。

3) Netty的文件传输采用了transferTo方法,它可以直接将文件缓冲区的数据发送到目标Channel,避免了传统通过循环write方式导致的内存拷贝问题。


Reference:

http://www.infoq.com/cn/articles/netty-high-performance/

https://my.oschina.net/plucury/blog/192577


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