Analyse graphique de la technologie sous-jacente de NIO et NodeJS prenant en charge Java

Comme nous le savons tous, une certaine prise en charge de Java NIO et NIO2 a été ajoutée dans les versions récentes de Java. Dans le même temps, l'un des avantages les plus loués de la pile technologique NodeJS est sa haute qualité. -performance IO Le sujet que nous souhaitons aborder aujourd'hui est donc la technologie sous-jacente qui prend en charge ces technologies.

Une question à poser avant de commencer est :

Pourquoi NodeJS et Java NIO2 ne sont-ils pas apparus plus tôt ?

Réponse : Personnellement, je pense que la technologie de support sous-jacente n'est pas encore mature.

Alors, à quoi fait référence la technologie sous-jacente ? Oui, je pense que beaucoup de gens ont deviné qu’il s’agit de la technologie du système d’exploitation. Les deux concepts proposés dans cet article, Java NIO2 et NodeJS, sont sans exception des technologies de mode utilisateur ou des technologies de couche application, et ces technologies de couche application s'exécutent sur le système d'exploitation en même temps, avec l'évolution du système d'exploitation, elles peuvent. support Le modèle de programmationmodèle est également plus riche. On peut dire que ces deux technologies sont des technologies complètement évoluées pour appliquer les dividendes apportés par l'avancement des systèmes d'exploitation. D'une manière générale, la première technologie à bénéficier de cet avantage doit être CC, car la plupart des dernières améliorations du système d'exploitation sont des appels système, et CC est la plus pratique pour appliquer ces appels système, mais c'est aussi la plus complexe. Afin d'obtenir les mêmes performances, d'autres plateformes doivent continuer à évoluer et à s'encapsuler pour que les utilisateurs puissent profiter de ces bonus. Une fois que cette plateforme cesse de se mettre à jour, il est temps pour cette plateforme de décliner. Plus le package est pratique pour les utilisateurs, plus il est convivial et plus de personnes peuvent l'utiliser. Bien que de nombreuses personnes puissent écrire rapidement du code basé sur ces plates-formes, elles ne parviennent souvent pas à en saisir l’essence car elles ne comprennent toujours pas les motivations et les principes de ces technologies. Les technologies dont nous discutons ci-dessous sont les technologies sous-jacentes liées à ces deux technologies.

Quel que soit le type de conception du système d'exploitation, les 5 modèles d'E/S suivants sont essentiels.

• 1. E/S bloquantes

• 2. E/S non bloquantes

• 3. Multiplexage d'E/S (sélection, sondage et epoll)

• 4. E/S pilotées par signal (SIGIO)

• 5. O (les fonctions POSIX aio_)

1. blocage des E/S

Comme le montre la figure, l'avantage de ce modèle IO est qu'il est simple à programmer et est également le premier pris en charge par le système d'exploitation. L'un des inconvénients du modèle IO est que les appels système bloquent l'exécution des threads dynamiques utilisateur, ce qui entraîne une perte de temps CPU et une faible efficacité des IO.

2. E/S non bloquantes

Comme le montre la figure, une amélioration de ce modèle IO est que l'IO est non bloquante, mais longue interrogation. est requis, ce qui gaspille également les cycles d'horloge du processeur.

3. Multiplexage d'E/S (sélection, sondage et epoll)

Comme le montre la figure, ce modèle IO est le plus stable proposé aujourd'hui. OS La plupart des applications grand public sont construites sur la base de ce modèle IO, comme NodeJS, mais ces plates-formes ajoutent souvent une couche d'encapsulation au-dessus de ce modèle pour prendre directement en charge AIO.

4. E/S pilotées par signal (SIGIO)

Comme le montre la figure, les données indiquent que ce modèle IO n'a aucun avantage en termes de performances par rapport à modèle 3. Dans le même temps, en raison du support système instable, il est rarement utilisé par les concepteurs.

5. E/S asynchrones (les fonctions POSIX aio_)

Comme le montre la figure, ce modèle IO est le modèle AIO et de programmation le plus parfait. C'est aussi le plus simple, mais il y a très peu d'OS qui peuvent parfaitement supporter ce modèle. Les informations en ligne montrent que Linux fait des efforts dans ce domaine. Une fois que l'OS progresse sur cet aspect, la programmation framework ,La plate-forme et le modèle de programmation doivent peut-être encore être simplifiés dans une large mesure.

Bien que ce modèle soit rarement pris en charge par le système d'exploitation, cela ne signifie pas qu'il n'existe pas de tel modèle AIO actuellement. De nombreux frameworks ont travaillé dans ce domaine et simulé AIO en mode utilisateur, afin que les utilisateurs puissent faire plus de Focus. sur le code de logique métier.

6. Synchrone et asynchrone, bloquant et non bloquant

La synchronisation et l'asynchrone concernent l'interaction entre l'application et le noyau. Attendre que les données soient lues puis renvoyer est synchrone, tandis que le retour direct est asynchrone. Le blocage et le non-blocage font référence aux processus et aux threads. En mode bloquant, le thread de lecture ou d'écriture attend tout le temps. En mode non bloquant, le thread de lecture ou d'écriture renvoie immédiatement une valeur

statut .

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