小插曲——NIO的前世今生

作者: 程序员北游 | 来源:发表于2019-03-13 16:14 被阅读126次

    发展:

    BIO -> NIO -> AIO

    BIO就是我们传统意义上的IO,它的特点是阻塞的。例如以前我们进行网络编程时,一个客户端使用一个线程来进行处理。这样会导致一个问题:服务器的线程数是有限制的,而不是每个客户端时时都有数据进行传输的。所以大量空的线程占了位置,但是又不工作,导致服务器的性能受限。

    这会涉及到4次上下文切换和4次拷贝。

    第一次切换:从用户态切换到内核态,将数据读取到内核

    第二次切换:从内核态切换到用户态,读取返回

    第三次切换:从用户态切换到内核态,将数据拷贝到内核

    第四次切换:从内核态切换到用户态,写完返回

    四次拷贝:

    1.通过DMA将数据从硬件拷贝到内核

    2.通过CPU将数据从内核拷贝到用户缓冲

    3.通过CPU将数据从用户缓冲拷贝到内核

    4.从内核写入到硬件

    NIO:一个请求对应一个线程,解决BIO高并发的问题。

    会涉及到3次拷贝,2次切换:

    第一次拷贝:从硬件到内核空间

    第二次拷贝:从内核空间到socket buffer

    第三次拷贝:从socket buffer到protocol engine

    第一次切换:从用户态切换到内核态,数据通过DMA将数据拷贝到内核

    第二次切换:数据写完到硬件后返回,从内核态切换到用户态

    BIO和NIO对比:

    BIO基于流,而NIO基于 Buffer. BIO 只能按照顺序读,而NIO可以随意读。

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