关于Netty ByteBuf 的零拷贝( 三 ) 架构师-网络文章汇总根据Wiki对Zero-co

首先我们从最基础的 Java IO 开始吧. 假设我们希望实现一个文件拷贝的功能, 那么使用传统的方式, 我们有如下实现:
public static void copyFile(String srcFile, String destFile) throws Exception {byte[] temp = new byte[1024];FileInputStream in = new FileInputStream(srcFile);FileOutputStream out = new FileOutputStream(destFile);int length;while ((length = in.read(temp)) != -1) {out.write(temp, 0, length);}in.close();out.close();}上面是一个典型的读写二进制文件的代码实现了. 不用我说, 大家肯定都知道, 上面的代码中不断中源文件中读取定长数据到 temp 数组中, 然后再将 temp 中的内容写入目的文件, 这样的拷贝操作对于小文件倒是没有太大的影响, 但是如果我们需要拷贝大文件时, 频繁的内存拷贝操作就消耗大量的系统资源了.下面我们来看一下使用 Java NIO 的 FileChannel 是如何实现零拷贝的:
public static void copyFileWithFileChannel(String srcFileName, String destFileName) throws Exception {RandomAccessFile srcFile = new RandomAccessFile(srcFileName, "r");FileChannel srcFileChannel = srcFile.getChannel();RandomAccessFile destFile = new RandomAccessFile(destFileName, "rw");FileChannel destFileChannel = destFile.getChannel();long position = 0;long count = srcFileChannel.size();srcFileChannel.transferTo(position, count, destFileChannel);}可以看到, 使用了 FileChannel 后, 我们就可以直接将源文件的内容直接拷贝(transferTo) 到目的文件中, 而不需要额外借助一个临时 buffer, 避免了不必要的内存操作.
有了上面的一些理论知识, 我们来看一下在 Netty 中是怎么使用 FileRegion 来实现零拷贝传输一个文件的:
@Overridepublic void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {RandomAccessFile raf = null;long length = -1;try {// 1. 通过 RandomAccessFile 打开一个文件.raf = new RandomAccessFile(msg, "r");length = raf.length();} catch (Exception e) {ctx.writeAndFlush("ERR: " + e.getClass().getSimpleName() + ": " + e.getMessage() + '\n');return;} finally {if (length < 0}}ctx.write("OK: " + raf.length() + '\n');if (ctx.pipeline().get(SslHandler.class) == null) {// SSL not enabled - can use zero-copy file transfer.// 2. 调用 raf.getChannel() 获取一个 FileChannel.// 3. 将 FileChannel 封装成一个 DefaultFileRegionctx.write(new DefaultFileRegion(raf.getChannel(), 0, length));} else {// SSL enabled - cannot use zero-copy file transfer.ctx.write(new ChunkedFile(raf));}ctx.writeAndFlush("\n");}上面的代码是 Netty 的一个例子, 其源码在 netty/example/src/main/java/io/netty/example/file/FileServerHandler.java可以看到, 第一步是通过 RandomAccessFile 打开一个文件, 然后 Netty 使用了 DefaultFileRegion 来封装一个 FileChannel 即:
new DefaultFileRegion(raf.getChannel(), 0, length)当有了 FileRegion 后, 我们就可以直接通过它将文件的内容直接写入 Channel 中, 而不需要像传统的做法: 拷贝文件内容到临时 buffer, 然后再将 buffer 写入 Channel. 通过这样的零拷贝操作, 无疑对传输大文件很有帮助.
关于Netty中使用何种ByteBuf 。
堆内存：特点是内存的分配和回收速度快，可以被JVM自动回收；缺点是如果进行Socket的I/O读写，需要一次内存复制，将堆内存对应的缓冲区复制到内核Channel中，性能会有一定程度的下降。