java中零拷貝有2種（零拷貝是指沒有CPU拷貝）
1，mmap(內存映射)
2,sendfile
傳統IO數據讀寫；
File file = new File("test.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
byte[] arr = new byte[(int) file.length()]; raf.read(arr);
Socket socket = new ServerSocket(8080).accept();
socket.getOutputStream().write(arr);
過程如下;
傳統IO發現copy了4次，cpu狀態切換三次，
所以要優化；
MMAP優化：
mmap 通過內存映射，將文件映射到內核緩衝區，同時，用戶空間可以共享內核空間的數據。這樣，在進行網絡傳輸時，就可以減少內核空間到用戶控件的拷貝次數。如下圖
此時copy 3次，狀態也是3次，
sendFile 優化
Linux 2.1 版本 提供了 sendFile 函數，其基本原理如下：數據根本不經過用戶態，直接從內核緩衝區進入到 Socket Buffer，同時，由於和用戶態完全無關，就減少了一次上下文切換 示意圖和小結 提示：零拷貝從操作系統角度，是沒有cpu 拷貝
此時是3次拷貝，切換變成了2次；
Linux 在 2.4 版本中，做了一些修改，避免了從內核緩衝區拷貝到 Socket buffer 的操作，直接拷貝到協議棧，從而再一次減少了數據拷貝。具體如下圖和小結： 這裏其實有 一次cpu 拷貝 kernel buffer -> socket buffer 但是，拷貝的信息很少，比如 lenght , offset , 消耗低，可以忽略
上圖中socketbuffer變成灰色，kernel buffer可以通過DMA copy進入 protocol engine;
我們說零拷貝，是從操作系統的角度來說的。因爲內核緩衝區之間，沒有數據是重複的（只有 kernel buffer 有一份數據）。 零拷貝不僅僅帶來更少的數據複製，還能帶來其他的性能優勢，例如更少的上下文切換，更少的 CPU 緩存僞共享以及無 CPU 校驗和計
mmap 和 sendFile 的區別 mmap 適合小數據量讀寫，sendFile 適合大文件傳輸。 mmap 需要 4 次上下文切換，3 次數據拷貝；sendFile 需要 3 次上下文切換，最少 2 次數據拷貝。 sendFile 可以利用 DMA 方式，減少 CPU 拷貝，mmap 則不能（必須從內核拷貝到 Socket 緩衝區）。
例子：
比如下面的零拷貝
public class NewIOClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 6666));
String filename = "pro*****.zip";
//得到一個文件channel
FileChannel fileChannel = new FileInputStream(filename).getChannel();
//準備發送
long startTime = System.currentTimeMillis();
//在linux下一個transferTo 方法就可以完成傳輸
//在windows 下 一次調用 transferTo 只能發送8m , 就需要分段傳輸文件, 而且要主要
//傳輸時的位置 =》
//transferTo 底層使用到零拷貝
long transferCount = fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), socketChannel);
System.out.println("發送的總的字節數 =" + transferCount + " 耗時:" + (System.currentTimeMillis() - startTime));
//關閉
fileChannel.close();
}
}
//服務器
public class NewIOServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(6666);
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();
serverSocket.bind(address);
//創建buffer
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4096);
while (true) {
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
int readcount = 0;
while (-1 != readcount) {
try {
readcount = socketChannel.read(byteBuffer);
}catch (Exception ex) {
// ex.printStackTrace();
break;
}
//
byteBuffer.rewind(); //倒帶 position = 0 mark 作廢
}
}
}
}
以及老的拷貝方式：
public class OldIOClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket socket = new Socket("localhost", 6666);
String fileName = "proto***.zip";
InputStream inputStream = new FileInputStream(fileName);
DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
byte[] buffer = new byte[4096];
long readCount;
long total = 0;
long startTime = System.currentTimeMillis();
while ((readCount = inputStream.read(buffer)) >= 0) {
total += readCount;
dataOutputStream.write(buffer);
}
System.out.println("發送總字節數： " + total + ", 耗時： " + (System.currentTimeMillis() - startTime));
dataOutputStream.close();
socket.close();
inputStream.close();
}
}
//java IO 的服務器
public class OldIOServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());
try {
byte[] byteArray = new byte[4096];
while (true) {
int readCount = dataInputStream.read(byteArray, 0, byteArray.length);
if (-1 == readCount) {
break;
}
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
}
old用時：
文件越大，差異體現的更明顯