美食地图网站开发内部优化
在之前整理的零拷贝文章基础上
https://blog.csdn.net/zlpzlpzyd/article/details/135321197
https://blog.csdn.net/zlpzlpzyd/article/details/135317834
得出如下
因为开发的程序很多运行在 linux 操作系统上，所以用 linux 进行讲解
| linux 调用方式 | dma复制次数 | cpu复制次数 | 用户态切换次数 | 内核态切换次数 | 系统调用次数 | 对应 java 实现 | 备注 |
| 传统io（read+write） | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | InputStream 和OutputStream 的实现类 Writer 和 Reader 的实现类 | 数据需要通过 cpu 从内核态复制到用户态 |
| mmap+write | 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | MappedByteBuffer | 采用虚拟内存，多个虚拟内存可以指向同一个物理地址。利用这个特性，可以把内核空间和用户空间的虚拟地址映射到同一个物理地址，这样在I/O操作时就不需要来回复制。将内核中的读缓冲区与用户空间的缓冲区进行映射，所有的IO都在内核中完成。 |
| sendfile | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | FileChannel 的 transferFrom() 和 transferTo() | 替代前面的 read() 和 write() 这两个系统调用 |
| sendfile+DMA scatter/gather | 2 | 0 | 1 | 1 | 1 | 无 | 将 cpu 的复制操作交给网卡去做，需要网卡支持并且提供对应的驱动程序。 |
| direct io | 2 | 0 | 1 | 1 | 1 | 在 java 10 中提供了 api | |
| splice | 2 | 0 | 1 | 1 | 1 | 无 | splice函数用于在两个文件描述符之间移动数据，而不需要数据在内核空间和用户空间中来回拷贝。 使用splice函数时输入和输出至少有一个是管道文件描述符。 只适用于将数据从文件拷贝到套接字上，限定了它的使用范围。 |
| tee | 2 | 0 | 1 | 1 | 1 | 无 | 在两个管道文件描述符之间复制数据，并且它是直接复制，不会将数据读出。 |
如上述表格，在传统 io 的基础上，mmap 方式少了一次 cpu 复制，sendfile 相比 mmap 少了1次用户态切换，1次内核态切换，系统调用少了1次，sendfile+DMA scatter/gather 在单纯的 sendfile 调用基础上少了1次cpu复制，后面的 direct io、splice、tee 在资源消耗上类似。
由此可见，对于 io 的问题无论怎么优化，dma复制的次数、用户态和内核态切换的次数、调用操作系统 api 的次数都是无法避免的，因为开发的程序运行在用户态，调用操作系统 api 就要进行用户态和内核态切换。
针对 splice 功能在 openjdk 的 bug 里提出了，但是还没解决
https://bugs.openjdk.org/browse/JDK-8303934
tee 的功能还不支持
参考链接
https://www.toutiao.com/article/7100795589604033059
https://juejin.cn/post/6862877857258045453
https://www.jianshu.com/p/fad3339e3448
https://zhuanlan.zhihu.com/p/78869158
https://zhuanlan.zhihu.com/p/592397046
https://zhuanlan.zhihu.com/p/573893175
https://zhuanlan.zhihu.com/p/608726921