Linux对网络通信的实现

一、NIO为什么很少注册OP_WRITE事件

1、OP_WRITE触发条件：当操作系统写缓冲区有空闲时就绪。一般情况下写缓冲区都有空闲空间，小块数据直接写入即可，没必要注册该操作类型，否则该条件不断就绪浪费cpu；但如果是写密集型的任务，比如文件下载等，缓冲很可能满，注册该操作类型很有必要，同时注意写完后取消注册

1、单线程Reactor

之前已经解释过了，就是一个线程处理连接、读、业务处理、写，redis5.0时候用的就是单线程Reactor模式，我再把图挂一次

2、多线程Reactor

redis6.0是采用多线Reactor模式，但是有点不同，主线程处理连接和读事件，子线程去处理具体读、写操作，具体的业务操作为了降低并发操作，还是主线程去处理

二、直接内存比堆内存快在哪里

使用直接内存就会少一次数据拷贝

三、零拷贝，Linux对零拷贝的实现

一次读取和发送操作就会有四次用户态到内核态的切换

传统数据传输（DMA拷贝不需要CPU参与）

 Linux的MMAP内存映射

通过MMAP系统调用直接读取文件，不需要CPU参与拷贝

Linux的sendfile

Linux的slice

PIPE管道类似于共享内存两次拷贝和两次上下文切换（因为调用系统函数slice）

NIO目前只支持MMAP和sendfile

kafka通过客户端发来消息通过MMAP和顺序写持久化到磁盘，再通过sendfile把消息发送给客户端

Netty可以在直接内存上操作的，并且引入了逻辑缓冲区，多个缓冲区合并一个，后面再看吧

四、Linux网络IO模型

1、同步和异步

关注的是调用方是否主动获取结果

1. 同步:同步的意思就是调用方需要主动等待结果的返回
2. 异步:异步的意思就是不需要主动等待结果的返回，而是通过其他手段比如，状态通知， 回调函数等。

2、阻塞和非阻塞

主要关注的是等待结果返回调用方的状态

1. 阻塞:是指结果返回之前，当前线程被挂起，不做任何事
2. 非阻塞:是指结果在返回之前，线程可以做一些其他事，不会被挂起。

3、Linux的五种I/O模型

1）阻塞I/O（blocking I/O）

2）非阻塞I/O（noblocking I/O）

3）I/O复用（select、poll和epoll）（ I/O multiplexing）

4）信号驱动I/O（signal driven I/O (SIGIO)）

5）异步I/O（asynchronous I/O）

IO 复用需要使用两个系统调用(select 和 recvfrom)，而 blocking IO 只 调用了一个系统调用(recvfrom)。但是，用select 的优势在于它可以同时处理多个connection。 所以，如果处理的连接数不是很高的话，使用 select/epoll的web server不一定比使用multi-threading + blocking IO的web server性能更好，可能延迟还更大。select/epoll的优势 并不是对于单个连接能处理得更快，而是在于能处理更多的连接。

4、Linux下的IO复用编程

select，poll，epoll 都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就是通过一种机制，一个进程可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序 进行相应的读写操作。但select，poll，epoll 本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事 件就绪后自己负责进行读写，并等待读写完成。