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【NIO】Chapter 1. Introduction

系統 1577 0

Encapsulation is a good thing:

It partitions responsibility, hides implementation details, and promotes object reuse.

封裝:按職責劃分類,隱藏實現細節,提供對象重用。

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IO Versus CPU Time

應用程序開發過程中,使用各種技巧將程序設計得更靈活,更優雅,更具擴展性是非常重要的。然而,很多人往往在其它方面花大力氣,卻忽視了另一個重要的方面:對IO操作沒有給予足夠的重視。

IO操作是否高效,將很大程度上影響系統的響應速度。

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打個不是很恰當的比喻:

花100倍力氣在程序(非IO)優化上,應用服務器吞吐量提高2倍

花10倍力氣在IO程序優化上,應用服務器吞吐量提高100倍

應用IO非常耗時,稍微優化一點,性能就有上升很多。

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所以,當發現程序完成一個功能,IO操作會占據很大一部分時間,那就需要去關注IO操作的優化了。否則,那些你精心設計的代碼也只能空閑著(等待IO操作)。

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No Longer CPU Bound

不要因為沒有及時提供數據給CPU,而讓CPU處于等待數據的狀態,這是一種浪費。

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比如:CPU希望一次處理一卡車的數據。

由于 傳統IO的低效:面向流Stream,一個字節/一行代碼(傳統IO類提供的數據大小為一鏟子的量),極度不滿足CPU的需求,最終導致CPU很多時候都是處于“等待數據”的狀態,不能有效的利用CPU的處理能力。(注意:傳統IO也可以通過封裝數據到緩沖區Buffer,一次提供一車數據給CPU,只是決定權在程序員那里!)

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NIO的出現,解決了數據量的問題,一次裝一卡車(a Buffer Object )數據給CPU,讓CPU盡情的處理。NIO倡導通過卡車(Buffer)運輸數據給CPU。

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Getting to the Good Stuff

NIO包提供了新的抽象體系解決低效IO的問題。

Channel、Buffer、Selector構成了NIO的核心,為高效IO提供了豐富的API進行數據操作。

雖然NIO不能訪問任何操作系統的底層代碼,但是NIO所提供的高性能IO操作,在大多數商業操作系統上都是可用的。

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Buffer Handling

消除將數據從Kernel Space 到User Space的拷貝過程,提供效率

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磁盤數據拷貝到JVM內存中需要經歷幾個步驟:
【NIO】Chapter 1. Introduction
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實現原理:

1. More than one virtual address can refer to the same physical memory location.

2. A virtual memory space can be larger thanthe actual hardware memory available.

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By mapping a kernel space address to the same physicaladdress as a virtual address in user space, the DMA hardware (which can access only physical memory addresses) can fill a buffer that is simultaneously visible to both the kernel and a user space process.

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由內核地址空間映射到同一個物理地址作為用戶空間的虛擬地址

DMA硬件(只能訪問物理內存地址)仍然將數據裝入到內核空間

該緩沖區(內核空間在內存中的映射地址所指內存區域)同時對內核和用戶空間是可見的。這樣,將數據寫入內核也就變相的寫入到了用戶空間了,JVM直接訪問用戶空間的虛擬地址就可以拿到內核緩存區的數據。
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