但是在 arm 64 体系架构中 , 没有实现 mmap2 , 只实现了 mmap 系统调用 ;
使用 malloc 函数申请内存原理 : " 堆内存 " 动态分配 的 系统调用 过程 ;
glibc 提供的 ptmalloc 函数 , FreeBSD 提供的 jemalloc 函数 , Google 提供的 tcmalloc 函数 ,
① 用户应用程序调用 : 开发者 在 " 用户空间 “ 的 应用程序 中调用 malloc 等函数 , 申请 动态分配 ” 堆内存 " ,
分配 虚拟内存页 : 应用进程 调用 mmap 函数后 , 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时 , 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ;
个参数 , 分别是 unsigned long addr 和 size_t, len , 前者是 内存映射 的 起始地址 , 后者是 内存映射 的 长度 ;
调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ;
在开始介绍go sys call 库之前先介绍下Linux syscall的几个概念
① brk 系统调用 : 该方式本质是 设置 " 进程数据段 “ 的 结束地址 , 将该 ” 结束地址 " 向 高或低 移动 , 实现堆内存的 扩张或收缩 ;
万物互联和大数据技术的发展,让我们的生活更加活色生香,其背后离不开安全、稳定可靠的服务器系统。
首先 , 创建 " 匿名内存映射 “ , 将 ” 物理内存页 “ 映射到 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 ;
其实他说第二点问题的时候我就已经猜到问题所在了,那不就是远程挂载的磁盘非正常的掉了,然后就会造成这个问题。但是他说 ISCSI 这个玩意的时候我不知道是啥,于是查了一下,有兴趣的同学可以看看这是:https://zhuanlan.zhihu.com/p/60986068,看的出来他是一个网络存储,那么就更加坚定我的想法了,开始指挥解决问题。
本文探讨Linux中 主要的几种零拷贝技术 以及零拷贝技术 适用的场景 。为了迅速建立起零拷贝的概念,我们拿一个常用的场景进行引入:
在前一章节中,我们了解了DMA技术在文件传输中的重要性,并简要介绍了零拷贝技术。为了提高文件传输的性能,我们需要减少用户态与内核态之间的上下文切换次数以及内存拷贝次数。本章将深入探讨零拷贝技术的优化方法,让我们一起走进零拷贝的优化之路!
操作系统内核提供 read(系统调用),读文件描述符 一个client连接就是一个文件描述符fd socket为阻塞的,socket产生的文件描述符,如左边的fd8,当数据包没到的时候,上面左边read不能返回,阻塞着。 即有一个client连接,就需要开一个进程(或者线程),读这个连接,有数据就处理,没数据就阻塞着。
mmap() 系统调用能够将文件映射到内存空间,然后可以通过读写内存来读写文件。我们先来看看 mmap() 系统调用的用法吧,mmap() 函数的原型如下:
基本操作就是循环的从磁盘读入文件内容到缓冲区,再将缓冲区的内容发送到socket。但是由于Linux的I/O操作默认是缓冲I/O。这里面主要使用的也就是read和write两个系统调用,我们并不知道操作系统在其中做了什么。实际上在以上I/O操作中,发生了多次的数据拷贝。
前言 我们在平时的工作中大多都会需要处理像下面这样基于Key-Value的数据: 其中UID是数据唯一标识,FIELD[1]是属性值。以QQ用户的Session为例,UID自然是QQ号,FIELD可
过去二十年,存储硬件的性能提升了两个数量级。首先,是SSD的出现;然后是计算机总线接口从SATA到PCIe的转变;最后在非易失性内存技术和制造工艺上的创新。就在2019年的4月份,Intel发布了首个商业化存储级内存产品(SCM)Optane DC Persistent Memory,它使用了3D XPoint技术,位于内存总线上,并且进一步降低了IO的时延。
mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数,很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数,但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的,原理是什么。
随着cpu技术发展,现在大部分移动设备、PC、服务器都已经使用上64bit的CPU,但是关于Linux内核的虚拟内存管理,还停留在历史的用户态与内核态虚拟内存3:1的观念中,导致在解决一些内存问题时存在误解。
作为一个计算机底层小白,在了解一个知识点的时候时常需要恶补很多基础知识。 本文记录在了解LMDB过程中接触的知识点。
Linux系统中一切皆文件,仔细想一下Linux系统的很多活动无外乎读操作和写操作,零拷贝就是为了提高读写性能而出现的。
像大白这种调包侠,深知不懂底层技术点就如同空中楼阁,再这样下去面阿里p10是没希望了。
个人名言:“同一条河里淹死两次的人,是傻子,淹死三次及三次以上的人是超人”。经历过上次悲催的面试,决定沉下心来,好好的补充一下基础知识点。本文是这一系列第一篇:进程间通讯之mmap。
零拷贝技术指在计算机执行操作时,CPU不需要先将数据从一个内存区域复制到另一个内存区域,从而可以减少上下文切换以及CPU的拷贝时间。它的作用是在数据报从网络设备到用户程序空间传递的过程中,减少数据拷贝次数,减少系统调用,实现CPU的零参与,彻底消除CPU的负载。
strace 是一个集诊断、调试、统计于一体的工具,我们可以使用 strace 跟踪程序的系统调用和信号传递来对程序进行分析,以达到解决问题或者是了解程序工作过程的目的。当然 strace 与专业的调试工具比如说 gdb 之类的是没法相比的,因为它不是一个专业的调试器。
图中,0xC0000000开始的最高1G空间是内核地址空间,剩下3G空间是用户态空间。用户态空间从上到下依次为stack栈(向下增长)、mmap(匿名文件映射区)、Heap堆(向上增长)、bss数据段、数据段、只读代码段。
大白话解释,零拷贝就是没有把数据从一个存储区域拷贝到另一个存储区域。但是没有数据的复制,怎么可能实现数据的传输呢?其实我们在java NIO、netty、kafka遇到的零拷贝,并不是不复制数据,而是减少不必要的数据拷贝次数,从而提升代码性能
tcpdump 作为计算机网络排查的一大神器,掌握了上文所说的技巧,可以让你随时随地得心应手的掌握网络应用的一举一动。
https://man7.org/linux/man-pages/man2/mmap.2.html
2017年末,手Q春节红包项目期间,为保障活动期间服务正常稳定,我对性能不佳的Ark Server进行了改造和重写。重编发布一段时间后,结果发现新发布的Svr的机器内存一直在上涨。如下图示:
在 Linux 系统中,传统的访问方式是通过 write() 和 read() 两个系统调用实现的,通过 read() 函数读取文件到到缓存区中,然后通过 write() 方法把缓存中的数据输出到网络端口。
注意事项:除了 Direct I/O,与磁盘相关的文件读写操作都有使用到 page cache 技术。
引言 传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的,即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作,因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中,那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销,限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。 零拷贝( zero-copy )技术可以有效地改善数据传输的性能,在内核驱动程序(比如网络堆栈或者磁盘存储驱动程序)处理 I/O 数据的时候,零拷贝技术可以在某种程度上减少甚至完全避免不必要 CPU 数据拷贝操作。
上一篇推文《百万并发「零拷贝」技术系列之初探门径》中的示例告诉我们:传统的I/O操作读取文件并通过Socket发送,需要经过4次上下文切换、2次CPU数据拷贝和2次DMA控制器数据拷贝,如下图
本文旨在深入探讨Linux操作系统的虚拟内存管理机制。我们将从基本概念开始,逐步深入到内核级别的实现细节。为了达到这个目标,本文将结合理论讨论和实际的代码分析。我们希望通过这种方式,使读者对Linux虚拟内存管理有更深入的理解。
很早之前写了一篇图解虚拟内存的文章:真棒!20 张图揭开内存管理的迷雾,瞬间豁然开朗
我们以用户通过网络读取一个本地磁盘上文件为例,在说零拷贝之前,我们先要说说一个普通的IO操作是怎样做的
什么是零拷贝 维基上是这么描述零拷贝的:零拷贝描述的是CPU不执行拷贝数据从一个存储区域到另一个存储区域的任务,这通常用于通过网络传输一个文件时以减少CPU周期和内存带宽。 零拷贝给我们带来的好处: 减少甚至完全避免不必要的CPU拷贝,从而让CPU解脱出来去执行其他的任务 减少内存带宽的占用 通常零拷贝技术还能够减少用户空间和操作系统内核空间之间的上下文切换 Linux系统的“用户空间”和“内核空间” 从Linux系统上看,除了引导系统的BIN区,整个内存空间主要被分成两个部分:内核空间(Ke
主要是驱动设备的初始化(binder_init),打开 (binder_open),映射(binder_mmap),数据操作(binder_ioctl)。
零拷贝(Zero-copy)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。
如今几乎每个人都听说过Linux中所谓的”零拷贝”特性,然而我经常碰到没有充分理解这个问题的人们。因此,我决定写一些文章略微深入的讲述这个问题,希望能将这个有用的特性解释清楚。在本文中,将从用户空间应用程序的角度来阐述这个问题,因此有意忽略了复杂的内核实现。 什么是”零拷贝” 为了更好的理解问题的解决法,我们首先需要理解问题本身。首先我们以一个网络服务守护进程为例,考虑它在将存储在文件中的信息通过网络传送给客户这样的简单过程中,所涉及的操作。下面是其中的部分简单代阿: read(file, tmp_buf, len); write(socket, tmp_buf, len); 看起来不能更简单了。你也许认为执行这两个系统调用并未产生多少开销。实际上,这简直错的一塌糊涂。在执行这两个系统调用的过程中,目标数据至少被复制了4次,同时发生了同样多次数的用户/内核空间的切换(实际上该过程远比此处描述的要复杂,但是我希望以简单的方式描述之,以更好的理解本文的主题)。 为了更好的理解这两句代码所涉及的操作,请看图1。图的上半部展示了上下文切换,而下半部展示了复制操作。
本文转载自https://0xffffff.org/2017/05/01/41-linux-io/
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