什么是Mmap？

在面试中你肯定会经常碰见的问题就是：RocketMQ为什么快?Kafka为什么快?什么是mmap?

这一类的问题都逃不过的一个点就是零拷贝，虽然还有一些其他的原因，但是今天我们的话题主要就是零拷贝。

传统IO

在开始谈零拷贝之前，首先要对传统的IO方式有一个概念。

基于传统的IO方式，底层实际上通过调用read()和write()来实现。

通过read()把数据从硬盘读取到内核缓冲区，再复制到用户缓冲区;然后再通过write()写入到socket缓冲区，最后写入网卡设备。个过程发生了4次用户态和内核态的上下文切换和4次拷贝，具体流程如下：

1. 用户进程通过read()方法向操作系统发起调用，此时上下文从用户态转向内核态
2. DMA控制器把数据从硬盘中拷贝到读缓冲区
3. CPU把读缓冲区数据拷贝到应用缓冲区，上下文从内核态转为用户态，read()返回
4. 用户进程通过write()方法发起调用，上下文从用户态转为内核态
5. CPU将应用缓冲区中数据拷贝到socket缓冲区
6. DMA控制器把数据从socket缓冲区拷贝到网卡，上下文从内核态切换回用户态，write()返回

7. ，这里指的用户态、内核态指的是什么?上下文切换又是什么?

   简单来说，用户空间指的就是用户进程的运行空间，内核空间就是内核的运行空间。

   如果进程运行在内核空间就是内核态，运行在用户空间就是用户态。

   为了安全起见，他们之间是互相隔离的，而在用户态和内核态之间的上下文切换也是比较耗时的。

   从上面我们可以看到，一次简单的IO过程产生了4次上下文切换，这个无疑在高并发场景下会对性能产生较大的影响。

   那么什么又是DMA拷贝呢?

   因为对于一个IO操作而言，都是通过CPU发出对应的指令来完成，但是相比CPU来说，IO的速度太慢了，CPU有大量的时间处于等待IO的状态。

   因此就产生了DMA(Direct Memory Access)直接内存访问技术，本质上来说他就是一块主板上独立的芯片，通过它来进行内存和IO设备的数据传输，从而减少CPU的等待时间。

   但是无论谁来拷贝，频繁的拷贝耗时也是对性能的影响。

   零拷贝

   零拷贝技术是指计算机执行操作时，CPU不需要先将数据从某处内存复制到另一个特定区域，这种技术通常用于通过网络传输文件时节省CPU周期和内存带宽。

   那么对于零拷贝而言，并非真的是完全没有数据拷贝的过程，只不过是减少用户态和内核态的切换次数以及CPU拷贝的次数。
   
   

（编辑：常州站长网）

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