【Netty】零拷贝案例 ( transferTo | transferFrom )-伙伴云

【Netty】零拷贝案例 ( transferTo | transferFrom )

网友投稿 692 2022-05-29

文章目录

一、案例需求

二、传统 BIO 拷贝案例

三、零拷贝案例服务器端

四、零拷贝案例客户端

五、零拷贝案例运行与分析

一、案例需求

给出两个案例 , 一个是使用普通的

BIO 模型

传输文件的案例 , 一个是

NIO + 零拷贝

传输文件案例 ;

传输 20M 的文件 , 对比二者的传输效率 ;

二、传统 BIO 拷贝案例

服务器端使用 ServerSocket , 客户端使用 Socket , 在客户端将文件传输给服务器端 , 并统计整体的时间消耗 ;

1 . 服务器端代码 :

服务器端程序启动后 ,

监听 8888 端口 , 等待客户端连接 ,

客户端连接成功后 ,

读取客户端上传的数据 ,

服务器端将接收到的数据存储在 book2.pdf 文件中 ;

package kim.hsl.nio.zerocopy; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; public class BIOFileServerDemo { public static void main(String[] args) { try { // 1. 创建服务器套接字, 并等待客户端连接 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println("服务器启动,监听 8888 端口"); //阻塞, 等待客户端连接请求 ( 此处是第一个阻塞点 ) Socket socket = serverSocket.accept(); long startTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("客户端连接成功"); // 2. 接收客户端传输的数据, 并写出到文件中 InputStream inputStream = socket.getInputStream(); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("book2.pdf"); byte[] buffer = new byte[4096]; int readLen; // 读取的字节个数大于等于 0 才写出数据 while ( ( readLen = inputStream.read(buffer) ) >= 0 ) { // 写出数据到服务器 fileOutputStream.write(buffer, 0, readLen); } System.out.println("文件传输完毕, 用时 : " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms"); // 3. 关闭流 socket.close(); inputStream.close(); fileOutputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

2 . 客户端代码 :

客户端连接本地的 8888 端口服务器 ,

读取本地的 book.pdf 文件 ,

将其传输到服务器中 ;

package kim.hsl.nio.zerocopy; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.net.Inet4Address; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.Socket; public class BIOFileClientDemo { public static void main(String[] args) { try { // 1. 客户端连接服务器 Socket socket = new Socket(); InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 8888); socket.connect(inetSocketAddress); System.out.println("客户端连接服务器成功, 开始传输文件 ..."); long startTime = System.currentTimeMillis(); // 2. 从文件中读取数据数据并传给服务器 FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("book.pdf"); byte[] buffer = new byte[4096]; int readLen; // 读取的字节个数大于等于 0 才写出数据 while ( ( readLen = fileInputStream.read(buffer) ) >= 0 ) { // 写出数据到服务器 socket.getOutputStream().write(buffer, 0, readLen); } System.out.println("文件传输完毕, 用时 : " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms"); //3. 关闭连接 socket.close(); fileInputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

3 . 代码运行 :

① 开启服务器 : 服务器开启后阻塞监听 ;

② 开启客户端 : 客户端开启 , 连接服务器 , 连接成功后 , 将 20M 的文件传输给服务器 ; 客户端用时 229 ms 将数据传输给服务器 , 服务器用时 229 ms 接收并存储数据 , 二者时间基本差不多 ;

三、零拷贝案例服务器端

1 . 阻塞模式与非阻塞模式 :

① 非阻塞模式 : 如果调用服务器套接字通道 ( ServerSocketChannel ) 的 configureBlocking(false) 方法

设置非阻塞模式 ,

就需要使用 Selector 注册通道 , 并监听事件 ;

② 阻塞模式 : 如果不经过上述设置 , 只需要使用如下方式 ,

调用 accept() 方法阻塞等待客户端连接

, 如下用法 ; 这是服务器套接字通道 ( ServerSocketChannel ) 的阻塞模式的使用 , 这里只是为了演示零拷贝机制 , 代码从简 ;

2 . 零拷贝操作 : 将 Socket 缓冲区中的数据直接拷贝到内核缓冲区中 , 然后写出到文件 ;

使用零拷贝机制 , 一行代码完成 20M 的文件从 Socket 接收到硬盘文件写出操作 ;

fileChannel.transferFrom(socketChannel, 0, 1024 * 1024 * 32);

3 . 代码示例 :

package kim.hsl.nio.zerocopy; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.channels.FileChannel; import java.nio.channels.ServerSocketChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; public class NIOFileServerDemo { public static void main(String[] args) { try { // 1. 创建并配置服务器套接字通道 ServerSocketChannel ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8888)); // 注意这里使用阻塞模式, 不调用该代码 //serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 2. 获取文件通道 FileChannel fileChannel = new FileOutputStream("book2.pdf").getChannel(); // 3. 阻塞等待 SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept(); // 4. 零拷贝核心操作 fileChannel.transferFrom(socketChannel, 0, 1024 * 1024 * 32); // 5. 释放资源 //socketChannel.close(); //fileChannel.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

四、零拷贝案例客户端

1 . 零拷贝操作 : 调用 transferTo 方法 , 可以直接将硬盘中的文件传输到服务器端 ;

该方法传输速度快的原理就是使用了零拷贝的机制 , 从文件系统直接拷贝到目标通道 ;

fileChannel.transferTo(totalCount, 1024 * 1024 * 32, socketChannel)

2 . 代码示例 :

package kim.hsl.nio.zerocopy; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import java.nio.channels.FileChannel; import java.nio.channels.SocketChannel; public class NIOFileClientDemo { public static void main(String[] args) { try { // 1. 创建并配置服务器套接字通道 ServerSocketChannel SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(); socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888)); //socketChannel.configureBlocking(false); // 2. 从文件输入流中获取文件通道 ( FileChannel ) FileChannel fileChannel = new FileInputStream("book.pdf").getChannel(); long startTime = System.currentTimeMillis(); // 3. 零拷贝传输数据, 注意记录每次拷贝的起始位置 long transferLen; long totalCount = 0; // 使用零拷贝将文件数据传到服务器, 循环终止条件是传输结果小于等于 0 while ( ( transferLen = fileChannel.transferTo(totalCount, 1024 * 1024 * 32, socketChannel) ) > 0 ) { totalCount += transferLen; } System.out.println("文件传输完毕, 用时 : " + (System.currentTimeMillis() - startTime) + " ms"); // 4. 关闭连接 socketChannel.close(); fileChannel.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

【Netty】零拷贝案例 ( transferTo | transferFrom )

五、零拷贝案例运行与分析

1 . 运行代码 :

① 首先运行服务器程序 : 启动即可 ;

② 再运行客户端程序 : 此时会记录整体的运行事件 , 此时从客户端向服务器端传输 20M 文件用时 68ms ;

2 . NIO 零拷贝与 BIO 传统拷贝对比 :

BIO 传统拷贝从客户端向服务器端传输 20MB 文件需要 229 ms ;

NIO 的零拷贝从客户端向服务器端传输 20MB 文件需要 68ms ;

显然 NIO 零拷贝传输效率有极大的提升 ;

Socket编程

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692 2022-05-29

【Netty】零拷贝案例 ( transferTo | transferFrom )

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今天一直打不开云文档是怎么一回事，老是显示没网，网络不稳定，

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