什么是零拷贝技术（zero-copy）？

小咪咪 2021-09-25 03:44 377阅读 0赞

### 零拷贝方式 ###

零拷贝主要的任务就是避免CPU将数据从一块存储拷贝到另外一块存储，主要就是利用各种零拷贝技术，避免让CPU做大量的数据拷贝任务，减少不必要的拷贝，或者让别的组件来做这一类简单的数据传输任务，让CPU解脱出来专注于别的任务。这样就可以让系统资源的利用更加有效。

我们继续回到引文中的例子，我们如何减少数据拷贝的次数呢？一个很明显的着力点就是**减少数据在内核空间和用户空间来回拷贝**，让数据传输不需要经过user space，这也引入了零拷贝的一个类型：

使用mmap\#\#\#\#\#

我们减少拷贝次数的一种方法是调用mmap()来代替read调用：

1.  `buf = mmap(diskfd, len);`
2.  `write(sockfd, buf, len);`

**应用程序调用`mmap()`，磁盘上的数据会通过`DMA`被拷贝的内核缓冲区，接着操作系统会把这段内核缓冲区与应用程序共享，这样就不需要把内核缓冲区的数据往用户空间拷贝。应用程序再调用`write()`,操作系统直接将内核缓冲区的内容拷贝到`socket`缓冲区中，这一切都发生在内核态，最后，`socket`缓冲区再把数据发到网卡去。**  
同样的，看图很简单：

![format_png][]

### 不使用零拷贝方式 ###

当应用程序访问某块数据时，操作系统首先会检查，是不是最近访问过此文件，文件内容是否缓存在内核缓冲区，如果是，操作系统则直接根据`read`系统调用提供的`buf`地址，将内核缓冲区的内容拷贝到`buf`所指定的用户空间缓冲区中去。如果不是，操作系统则首先将磁盘上的数据拷贝的内核缓冲区，这一步目前主要依靠`DMA`来传输，然后再把内核缓冲区上的内容拷贝到用户缓冲区中。  
接下来，`write`系统调用再把用户缓冲区的内容拷贝到网络堆栈相关的内核缓冲区中，最后`socket`再把内核缓冲区的内容发送到网卡上。  
说了这么多，不如看图清楚：

![format_png 1][]

数据拷贝

转自： [https://blog.csdn.net/weixin\_42096901/article/details/103017044][https_blog.csdn.net_weixin_42096901_article_details_103017044]

[format_png]: /images/20210923/fa50722085d248f2a2532ba0c28f9c5d.png
[format_png 1]: /images/20210923/f4d257a3292c48a9ae9e3c1f4b77e1ab.png
[https_blog.csdn.net_weixin_42096901_article_details_103017044]: https://blog.csdn.net/weixin_42096901/article/details/103017044