普通的IO操作在OS层面是如何执行的？(不使用零拷贝)

普通的IO操作在OS层面是如何执行的？(不使用零拷贝)

File file = new File("xxx.txt");        
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");         

byte[] arr = new byte[(int) file.length()];        
// read读取数据,用户态切换内核态
raf.read(arr);   

Socket socket = new ServerSocket(8081).accept();        
socket.getOutputStream().write(arr);

• 使用read读取数据的时候，jvm进程会有一次用户态到内核态的切换，也就是说从用户角度切换到了内核角度去执行，这个时候基于DMA引擎把磁盘上的数据拷贝到内核缓冲里去；
• 从内核态切换到用户态，基于CPU把内核缓冲里的数据拷贝到用户缓冲区里去。
• 调用了Socket的输出流的write方法，此时会从用户态切换到内核态，同时基于CPU把用户缓冲区里的数据拷贝到Socket缓冲区里去
• 接着会有一个异步化的过程，基于DMA引擎从Socket缓冲区里把数据拷贝到网络协议引擎里发送出去。
• 都完成之后，从内核态切换回用户态。

所以说，从本地磁盘读取数据，到通过网络发送出去，用户态和内核态之间，要发生4次切换，这是其一；其二，数据从磁盘拿出来过后，一共要经过4次拷贝；所以说，这4次切换和4次拷贝，让普通的IO操作都性能较低

PS: 学习笔记、来自-石杉的架构笔记