1.传统IO数据读写

1. Java 传统 IO 和 网络编程的一段代码

File file = new File("test.txt");
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
byte[] arr = new byte[(int) file.length()];
raf.read(arr);
Socket socket = new ServerSocket(8080).accept();
socket.getOutputStream().write(arr);
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传统IO 进行四次拷贝，三次切换（仅仅是读写）

mmap 优化

1. mmap 通过内存映射，将文件映射到内核缓冲区，同时，用户空间可以共享内核
   空间的数据。这样，在进行网络传输时，就可以减少内核空间到用户控件的拷贝
   次数。如下图
2. mmap示意图

sendFile 优化1

1. Linux 2.1 版本 提供了
   sendFile 函数，其基本
   原理如下：数据根本不
   经过用户态，直接从内
   核缓冲区进入到 Socket
   Buffer，同时，由于和用
   户态完全无关，就减少
   了一次上下文切换

所谓零拷贝是操作系统角度看，是没有CPU拷贝

sendFile 优化

2. Linux 在 2.4 版本中，做了
   一些修改，避免了从内核
   缓冲区拷贝到 Socket
   buffer 的操作，直接拷贝到
   协议栈，从而再一次减少
   了数据拷贝。

小结：
这里其实有 一次cpu 拷贝
kernel buffer -> socket buffer
但是，拷贝的信息很少，比如
lenght , offset , 消耗低，可以
忽略

零拷贝的再次理解

1. 我们说零拷贝，是从操作系统的角度来说的。因为内核缓冲区之间，没有数据是
   重复的（只有 kernel buffer 有一份数据）。
2. 零拷贝不仅仅带来更少的数据复制，还能带来其他的性能优势，例如更少的上下
   文切换，更少的 CPU 缓存伪共享以及无 CPU 校验和计算。

零拷贝案例-Server

package com.atguigu.nio.zerocopy;

import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;

//服务器
public class NewIOServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(7001);

        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();

        ServerSocket serverSocket = serverSocketChannel.socket();

        serverSocket.bind(address);

        //创建buffer
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4096);

        while (true) {
            SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();

            int readcount = 0;
            while (-1 != readcount) {
                try {

                    readcount = socketChannel.read(byteBuffer);

                }catch (Exception ex) {
                   // ex.printStackTrace();
                    break;
                }
                //
                byteBuffer.rewind(); //倒带 position = 0 mark 作废
            }
        }
    }
}

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零拷贝案例-CLient

package com.atguigu.nio.zerocopy;

import java.io.FileInputStream;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class NewIOClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
        socketChannel.connect(new InetSocketAddress("localhost", 7001));
        String filename = "protoc-3.6.1-win32.zip";

        //得到一个文件channel
        FileChannel fileChannel = new FileInputStream(filename).getChannel();

        //准备发送
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        //在linux下一个transferTo 方法就可以完成传输
        //在windows 下 一次调用 transferTo 只能发送8m , 就需要分段传输文件, 而且要主要
        //传输时的位置 =》 课后思考...
        //transferTo 底层使用到零拷贝
        long transferCount = fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), socketChannel);

        System.out.println("发送的总的字节数 =" + transferCount + " 耗时:" + (System.currentTimeMillis() - startTime));

        //关闭
        fileChannel.close();

    }
}

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BIO、NIO、AIO对比表

1. 同步阻塞：到理发店理发，就一直等理发师，直到轮到自己理发。
2. 同步非阻塞：到理发店理发，发现前面有其它人理发，给理发师说下，先干其他事情，一会过来看是否轮到自己.
3. 异步非阻塞：给理发师打电话，让理发师上门服务，自己干其它事情，理发师自己来家给你理发

NIO零拷贝关键方法

将此通道的文件中的字节传输到给定的可写字节通道。
尝试读取从该通道文件中给定位置开始的count个字节，并将它们写入目标通道。此方法的调用可能会也可能不会传输所有请求的字节；是否这样做取决于通道的性质和状态。如果此通道的文件从给定位置开始包含少于count个字节，或者如果目标通道是非阻塞的并且其输出缓冲区中的空闲字节少于count个，则传输的字节数少于请求的字节数。
此方法不会修改此通道的位置。如果给定位置大于文件的当前大小，则不传输任何字节。如果目标通道有一个位置，则从该位置开始写入字节，然后该位置增加写入的字节数。
这种方法可能比从该通道读取并写入目标通道的简单循环更有效。许多操作系统可以直接将字节从文件系统缓存传输到目标通道，而无需实际复制它们。
参数：
position – 文件中开始传输的位置；必须是非负数
count – 要传输的最大字节数；必须是非负数
target – 目标通道
返回值：
实际传输的字节数，可能为零
抛出：
IllegalArgumentException – 如果参数的先决条件不成立
NonReadableChannelException – 如果未打开此通道进行读取
NonWritableChannelException – 如果没有打开目标通道进行写入
ClosedChannelException – 如果此通道或目标通道已关闭
AsynchronousCloseException – 如果另一个线程在传输过程中关闭任一通道
ClosedByInterruptException – 如果另一个线程在传输过程中中断当前线程，从而关闭两个通道并设置当前线程的中断状态
IOException – 如果发生其他一些 I/O 错误
 public abstract long transferTo(long position, long count,
                                    WritableByteChannel target)
        throws IOException;
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