[發明專利]不可變可共享零復制數據和流傳輸

有效

• 申請號: 201480003955.0
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN105051695B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: J·T·亨特;J·于;M·塔耶費爾;G·M·內沃洛夫;D·卡庫林;A·H·莫罕默德;J·J·達菲;C·W·布魯密;F·S·特瑞克
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳小剛

不可變緩沖區的環境和使用。計算實體獲取數據或生成數據，并將該數據填充到緩沖區，在這之后該緩沖區被分類成不可變的。該分類保護填充在不可變緩沖區中的數據在該不可變緩沖區的壽命期間免于改變，并且還保護不可變緩沖區在該不可變緩沖區的壽命期間免于改變其物理地址。在不同的計算實體使用來自不可變緩沖區的數據時，它們通過視圖提供實體所提供的視圖來這樣做。不可變緩沖區體系結構還可被用于流傳輸數據，其中流傳輸數據中的每一分量使用不可變緩沖區。因此，不同計算實體可以不同地查看不可變數據，而不必實際上復制該數據。

技術領域

本公開涉及共享數據，尤其涉及不可變可共享零復制數據和流傳輸。

背景技術

計算機操作系統性能通常由操作系統在給定時間間隔期間可維持的最大輸入/輸出(I/O)操作速率(也稱為“I/O性能”)來表征。結果，操作系統采用各種公知機制來提升I/O性能。

傳統上，操作系統是使用向系統程序員提供對如何操縱存儲器的非常精細的控制的非受管語言(如匯編語言、C、C++)來編寫的。未經檢查的指針的使用可被用來最小化操作系統開銷并允許增加的吞吐量或降低的等待時間。使用這些未經檢查的指針的不利方面在于它們難以創建和推理，導致不可靠的軟件和安全弱點。

用受管編程語言編寫軟件提供了充足的正確性益處和開發時間效率。這些受管語言防止程序員創建許多種類的軟件缺陷，這造成改進的軟件質量和縮短的開發時間。操作系統正確性是用于遞送可靠且安全的計算體驗的關鍵因素。因此，使用受管語言來創建操作系統是非常有說服力的主張，因為操作系統可靠性可以改進且開發成本可被降低。

為了達到這些益處，受管編程語言在由程序員編寫的源代碼與物理計算機系統的原始機器資源之間插入抽象層。這一抽象層一般用于約束程序員被允許寫什么，并且通過這樣做消除了全部的各類潛在缺陷。不幸的是，這一抽象層引入可能損害所創建的軟件的性能的開銷。結果，普遍假定是受管語言用正確性缺陷來換取性能缺陷。因而，用受管語言編寫的軟件通常被認為先天地慢于用非受管語言編寫的軟件。

影響受管代碼操作系統的具體問題是對在數據穿過系統時在各層之間復制數據的固有需求。這是由以下事實引起的：系統的不同組件存在于不同隔離上下文中并且沒有清晰的機制來擺脫這些隔離上下文。

發明內容

根據本文描述的至少一個實施例，描述了不可變緩沖區的環境和使用。計算實體獲取數據或生成數據，如可能的批量數據，并將該數據填充到緩沖區，在這之后該緩沖區被分類成不可變的。該分類保護填充在不可變緩沖區中的數據在該不可變緩沖區的壽命期間免于改變，并且還保護不可變緩沖區在該不可變緩沖區的壽命期間免于改變其物理地址。

在不同的計算實體使用來自不可變緩沖區的數據時，它們通過視圖提供實體所提供的視圖來這樣做。因此，不同計算實體可以不同地查看不可變數據，而不必實際上復制該數據。例如，在處理網絡分組時，代替通過從一個緩沖區復制到另一個緩沖區來傳遞分組的不同部分，可改為傳遞該分組的細粒度視圖定義，而不必實際上復制分組本身。

本概述并不旨在標識出所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。

附圖說明

為了描述能夠獲得上述和其它優點和特征的方式，各實施例的更具體的描述將通過參考各附圖來呈現?？梢岳斫猓@些附圖只描繪了示例實施例，并且因此不被認為是對其范圍的限制，將通過使用附圖并利用附加特征和細節來描述和解釋各實施例，在附圖中：

圖1抽象地示出可在其中采用本文描述的一些實施例的計算系統；

圖2示出用于提供不可變緩沖區的方法的流程圖；

圖3A示出填充緩沖區的過程在其中發生的環境；

圖3B示出在其中使經填充的緩沖區不可變的環境；