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零拷贝(zero copy)技术你真的懂吗?什么时候需要用到内存映射?

Linux系统是虚拟内存系统,虚拟内存并不是真正的物理内存,而是虚拟的连续内存地址空间。虚拟内存又分为内核空间和用户空间,内核空间是内核程序运行的地方,用户空间是用户进程代码运行的地方,只有内核才能直接访问物理内存并为用户空间映射物理内存(MMU)。内核会为每个进程分配独立的连续的虚拟内存空间,并且在需要的时候映射物理内存,为了完成内存映射,内核为每个进程都维护了一张页表,记录虚拟地址与物理地址的映射关系,这个页表就是存在于MMU中;用户进程访问内存的时候,通过页表把虚拟内存地址转换为物理内存地址进而访问数据;其实对于用户进程而言,虚拟内存就是内存一般的存在(当作内存看待就好)。这样的设计可以把用户程序和系统程序分开,互不影响;内核可以对所有的用户程序进行管理,比如限制内存滥用等

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Linux(一)

如果我们要介绍 Linux,我们就不得不首先说一下 Unix。 Unix: 一种多用户、多进程的计算机操作系统,开发于 1970 年在美国 AT&T 公司的贝尔实验室的 AT&T Unix。 此后的 10 年,Unix 在学术机构和大型企业中得到了广泛的应用,当时的 Unix 拥有者 AT&T 公司以低廉甚至免费的许可将 Unix 源码授权给学术机构做研究或教学之用,许多机构在此源码基础上加以扩充和改进,形成了所谓的 “Unix 变种”。 最著名的变种之一是由加州大学 Berkeley 分校开发的 BSD(Berkeley Software Distribution)。 后来 AT&T 意识到了 Unix 的商业价值,不再将 Unix 源码授权给学术机构,并对之前的 Unix 及其变种声明了版权。BSD 在 Unix 的历史发展中具有相当大的影响力,被很多商业厂家采用,成为很多商用 Unix 的基础。其不断增大的影响力终于引起了 AT&T 的关注,于是开始了一场持久的版权官司。最终允许 Berkeley 分校自由发布自己的 Unix 变种,但是前提是必须将来自于 AT&T 的代码完全删除,于是诞生了 4.4 BSD Lite 版,由于这个版本不存在法律问题,4.4 BSD Lite 成为了现代柏克莱软件套件的基础版本。BSD 在发展中也逐渐衍生出3个主要的分支:

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