Nginx篇06——Sendfile指令及其原理
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差不多先森丶
2024-09-15 01:29:32
nginx的http模块中有一个 sendfile 指令，默认是开启状态， 官网的文档 对其解释是：
简单来说就是启用sendfile()系统调用来替换read()和write()调用，减少系统上下文切换从而提高性能，当 nginx 是静态文件服务器时，能极大提高nginx的性能表现，而当 nginx 是反向代理服务器时，则没什么用了。下面我们来分析一下这个sendfile的工作原理：
首先我们需要知道sendfile()和read()、write()之间最大的区别就是前者是属于系统调用，而后者是属于函数调用，我们来看下面这幅图
我们不难看出，nginx是属于Applicaiton的，而read()、write()属于函数调用，也就是在Lib Func这一层，sendfile()系统调用，位于System Call这一层，而想要对硬盘进行操作，是kernel才有的权限，上面的那些层都需要往下调用。
作为对比我们先来看一下正常情况下如果nginx调用read()和write()函数的操作过程：
我们都知道数据是存储在硬盘上面的，当数据被调用的时候会被加载进内存再被层层递进最后被CPU使用，这里个这个过程我们进行简化。
这里需要说明两点，一是用户态和内核态之间的切换是需要执行上下文切换操作的，这是十分耗费系统资源和时间的操作，二是因为read()、write()属于函数调用，它们是没有权限在kernel中操作，无法将data直接从Kernel Buffer（Hard Disk）传输到Kernel Buffer（Socket Engine）。
那么使用sendfile()呢？，由于是系统调用，所以在步骤二和步骤三的时候就可以不需要再将数据传输到User Buffer，直接在kernel中进行操作，省去了两次状态切换，也就是省去了两次的上下文切换，从而大幅度提升了性能。
我们来看一下下面的这幅图（灵魂画手上线→_→）
最后我们再来解释一下，为什么当 nginx 是反向代理服务器时， sendfile() 就没什么用了呢。
顾名思义， sendfile() 的作用是发送文件，也就是接收数据的一段是文件句柄，发送数据的那一端是socket。而在做反向代理服务器的时候，两端都是socket，此时无法使用 sendfile() ，也就不存在性能提升这一说了。
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