摘要
Netty源码系列-Netty如何使用零拷贝
1、零拷贝
Netty为了加快文件传输速度,采用了零拷贝技术。
sendFile(Kafka也是用该技术优化性能):发送文件描述符,如果硬件支持,图二的文件缓冲区和Socket缓冲区可以共享,只需要两次DMA拷贝就可以
1.1 、源码DefaultFileRegion.transferto()方法
我们看一下源码,Netty的文件传输零拷贝方法就是该方法(如下图),方法下面圈出来的一行是(FileChannel)file.tranferto (java API)就是 sendFile,采用零拷贝技术,省去了从用户空间中转的过程(见上图)
1.2 我们通过一个案例看一下零拷贝和普通拷贝的区别
我们尝试传输一个大小230M的文件,来看下普通传输和零拷贝性能的差异。
下面我们创建一个普通ServerSocket服务端,一个传统的文件传输方式的TranditionClient,一个零拷贝传输方式的NewIOClient,两者都想服务端传输同一个文件,比较传输时间。代码如下:
1.2.1 首先写一个Server
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建serversocket 对象--8088服务
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8088);
//循环监听连接
while (true){
Socket socket = serverSocket.accept();//客户端发起网络请求---连接
//创建输⼊流对象
DataInputStream dataInputStream = new
DataInputStream(socket.getInputStream());
int byteCount=0;
try{
byte[] bytes = new byte[1024]; //创建缓冲区字节数组
while(true){
int readCount = dataInputStream.read(bytes, 0,
bytes.length);
byteCount=byteCount+readCount;
if(readCount==-1){
System.out.println("服务端接受:"+byteCount+"字节");
break;
}
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}
1.2.2 普通文件传输方式
public class TranditionClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Socket socket = new Socket("localhost",8088);
// 文件大小230M
String fileName = "/Users/bing/Downloads/Joplin-3.0.14-arm64.DMG";
//创建输⼊流对象
InputStream inputStream = new FileInputStream(fileName);
//创建输出流
DataOutputStream dataOutputStream = new
DataOutputStream(socket.getOutputStream());
byte[] buffer = new byte[1024];
long readCount = 0;
long total=0;
long startTime = System.currentTimeMillis();
//TODO 这里要发生2次copy
while ((readCount=inputStream.read(buffer))>=0){
total+=readCount;
//TODO 网络发送:这里要发生2次copy
dataOutputStream.write(buffer);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("发送总字节数:"+total+",耗时:"+(endTime-startTime)+" ms");
//释放资源
dataOutputStream.close();
socket.close();
inputStream.close();
}
}
1.2.3 零拷贝传输方式
public class NewIOClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//socket套接字
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost",8088));
socketChannel.configureBlocking(true);
//文件 大小230M
String fileName = "/Users/bing/Downloads/Joplin-3.0.14-arm64.DMG";
//FileChannel 文件读写、映射和操作的通道
FileChannel fileChannel = new FileInputStream(fileName).getChannel();
long startTime = System.currentTimeMillis();
//transferTo⽅法⽤到了零拷⻉,底层是sendfile,这里只需要发生2次copy和2次上下文切换
long transferCount = fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), socketChannel);
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("发送总字节数:"+transferCount+"耗时:"+(endTime-startTime)+" ms");
//释放资源
fileChannel.close();
socketChannel.close();
}
}
1.2.4 结果
通过多次测试得到结果,零拷贝方式比传统方式快很多,如下:
- 1)传统传输方式,耗时530ms左右:
- 2)零拷贝方式,耗时150ms左右:
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