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  • CPU从磁盘读取数据过程

    传统用户通过cpu读取磁盘数据过程

    由于cpu要参与从磁盘读数据到寄存器,又存入内存。这中间cpu都是阻塞状态不能干别的工作

    由此产生DMA技术

    DMA技术

    从磁盘搬运数据的任务都交给了DMA控制器  而cpu不再负责搬运

    • 用户进程调用 read 方法,向操作系统发出 I/O 请求,请求读取数据到自己的内存缓冲区中,进程进入阻塞状态;

    • 操作系统收到请求后,进一步将 I/O 请求发送 DMA,然后让 CPU 执行其他任务;

    • DMA 进一步将 I/O 请求发送给磁盘;

    • 磁盘收到 DMA 的 I/O 请求,把数据从磁盘读取到磁盘控制器的缓冲区中,当磁盘控制器的缓冲区被读满后,向 DMA 发起中断信号,告知自己缓冲区已满;

    • DMA 收到磁盘的信号,将磁盘控制器缓冲区中的数据拷贝到内核缓冲区中,此时不占用 CPU,CPU 可以执行其他任务

    • 当 DMA 读取了足够多的数据,就会发送中断信号给 CPU;

    • CPU 收到 DMA 的信号,知道数据已经准备好,于是将数据从内核拷贝到用户空间,系统调用返回;

    传统IO与零拷贝的几种实现

    图解计算机底层IO过程及JavaNIO

     
     
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