內(nèi)核空間和用戶空間通信常用方法 什么是“共享內(nèi)存”?
什么是“共享內(nèi)存”?共享內(nèi)存也說(shuō)顯卡顯存,指在多處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,可以被有所不同中央CPU訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的大容量?jī)?nèi)存。由于多個(gè)CPU要快速訪問(wèn)存儲(chǔ)器,那樣還要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存。任何一個(gè)緩存的數(shù)據(jù)被沒(méi)更新
什么是“共享內(nèi)存”?
共享內(nèi)存也說(shuō)顯卡顯存,指在多處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,可以被有所不同中央CPU訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的大容量?jī)?nèi)存。由于多個(gè)CPU要快速訪問(wèn)存儲(chǔ)器,那樣還要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存。任何一個(gè)緩存的數(shù)據(jù)被沒(méi)更新后,的原因其他處理器也肯定要存取,互相訪問(wèn)內(nèi)存就必須立即可以更新,否則差別的處理器很可能應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)共享內(nèi)存是Unix下的多進(jìn)程之間的通信方法,這種方常情況用于一個(gè)程序的多進(jìn)程間通信,但是多個(gè)程序間也是可以是從共享內(nèi)存來(lái)傳遞信息。
寬帶共享內(nèi)存的原理
享內(nèi)存通信的一個(gè)非常明顯的好處是效率高,只不過(guò)進(jìn)程這個(gè)可以然后讀寫(xiě)內(nèi)存,而不不需要任何數(shù)據(jù)的拷備。是對(duì)像管道和消息隊(duì)列等通信,則是需要在內(nèi)核和用戶空間參與四次的數(shù)據(jù)拷入,而共享內(nèi)存則只文件復(fù)制兩次數(shù)據(jù)兩次從然后輸入文件到寬帶共享內(nèi)存區(qū),另兩次從互相訪問(wèn)內(nèi)存區(qū)到作為輸出文件。當(dāng)然了,進(jìn)程之間在共享內(nèi)存時(shí),卻不是我總是寫(xiě)數(shù)據(jù)少量數(shù)據(jù)后就解除契約映射,有新的通信時(shí),再新的確立互相訪問(wèn)內(nèi)存區(qū)域。完全是盡量網(wǎng)絡(luò)共享區(qū)域,等他通信一切就緒為止,這樣,數(shù)據(jù)內(nèi)容一直在需要保存在寬帶共享內(nèi)存中,根本不會(huì)寫(xiě)回文件。寬帶共享內(nèi)存中的內(nèi)容并不一定是在解鎖映射時(shí)才寫(xiě)回文件的。
哪些方法可以提高socket的傳輸效率?
Socket的傳輸效率有所不同的I/O模型效率千差萬(wàn)別,是需要詳細(xì)介紹幫一下忙unix的5種I/O模型,共有是:
1.堵塞I/O
在進(jìn)程空間中動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)recvfrom,其系統(tǒng)調(diào)用直到數(shù)據(jù)包可以到達(dá)且被剪切粘貼到應(yīng)用程序的緩沖區(qū)或是突然才回,在此期間進(jìn)程直接進(jìn)入睡眠或是堆起狀態(tài)。(進(jìn)程掛著了)
2.非阻塞I/O
非阻塞I/O模型:recvfrom從應(yīng)用層到內(nèi)核的時(shí)候,如果不是該緩沖區(qū)沒(méi)有數(shù)據(jù)的話,就然后直接返回一個(gè)ewouldblock錯(cuò)誤,用戶進(jìn)程便在最終趕往數(shù)據(jù)之前總是在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)recv操作問(wèn)數(shù)據(jù)可讀性,輪詢的操作。(輪詢占內(nèi)存CPU)
3.I/O復(fù)用
I/O復(fù)用(select,poll,epoll等接受I/O多路復(fù)用):進(jìn)程按照將一個(gè)或多個(gè)再連接傳達(dá)給select或poll用戶態(tài),I/O復(fù)用基于了多個(gè)再連接也可以多種再連接(TCP,UDP等)一條網(wǎng)線了同一種再等待機(jī)制,select會(huì)返回某個(gè)直接連接的可讀條件,全局函數(shù)recv/recvfrom把所讀的數(shù)據(jù)報(bào)文件復(fù)制到應(yīng)用進(jìn)程的緩沖區(qū)中。(多個(gè)再連接需要注冊(cè)同一個(gè)select,nio是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)I/O復(fù)用模型基于的)
4.信號(hào)驅(qū)動(dòng)程序I/O
是從sigaction用戶進(jìn)程利用了SIGIO信號(hào)的去捕獲與一次性處理函數(shù),它是非阻塞的。當(dāng)有數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí),就為該進(jìn)程生成一個(gè)SIGIO信號(hào),實(shí)際信號(hào)回調(diào)通知應(yīng)用程序調(diào)用recvfrom來(lái)讀取數(shù)據(jù)。(捕捉獵物內(nèi)核發(fā)送過(guò)去的信號(hào))
5.同步異步I/O
異步/O:速回內(nèi)核起動(dòng)某個(gè)操作,并讓內(nèi)核在整個(gè)操作能夠完成后安排我們,包括將數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷備到用戶空間(異步運(yùn)行的)。
前面四種情況也是歌詞同步的,到最后種是同步異步;已java為例隨機(jī)的api有ServerSocket,ServerSocketChannel,AsynchronousServerSocketChannel;
我覺(jué)得這個(gè)可以從以下幾個(gè)方面仔細(xì):
1.你選適合的I/O模型
2.線程模型
3.又高效的協(xié)議
1.你選擇合適的I/O模型
舊唐書(shū)·憲宗本紀(jì)介紹的五種I/O模型,不同的I/O模型效率千差萬(wàn)別;.例如早期的網(wǎng)絡(luò)連接不使用造成堵塞的,然后再每個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)線程的,到現(xiàn)在較低使用的多路復(fù)用模式,在用很小的線程也可以去處理大量的連接
2.線程模型
有隨機(jī)的單線程模型,多線程模型,主從線程模型;主從線程模型現(xiàn)在在很多通信框架中較低不使用,大概情況就是連接上的建立和讀寫(xiě)四等份多個(gè)線程池來(lái)處理;
3.高效安全的協(xié)議
既然是基于組件socket傳輸數(shù)據(jù),那必然必須在其基礎(chǔ)上怎么設(shè)計(jì)比較合適的協(xié)議,再者我們廣泛的協(xié)議格式::
協(xié)議{協(xié)議頭(header)協(xié)議數(shù)據(jù)(data)}至于在協(xié)議的基礎(chǔ)上我們并不一定需要對(duì)數(shù)據(jù)通過(guò)序列化處理,不同的序列化性能上也差距比較大,比如說(shuō)grpc在性能上和數(shù)據(jù)量上也有優(yōu)秀;當(dāng)然來(lái)講也需要應(yīng)用高壓縮格式,相同的壓解方法性能上也差距比較大;
總結(jié)
本文從三個(gè)方面介紹了該如何增加socket的傳輸效率;當(dāng)然了之外以上說(shuō)的幾種情況,也和一些外部環(huán)境的配置關(guān)聯(lián),例如服務(wù)器的連接數(shù)設(shè)置,網(wǎng)絡(luò)帶寬等等