零拷贝相关的IO函数:sendfile/splice/tee

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    在两个文件描述符之间直接传递数据(完全在内核中操作),从而避免了内核缓冲区和用户缓冲区之间的数据拷贝,效率很高,这被称为零拷贝。

sendfile

ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count);
功能:将in_fd中的内容,从offset开始,复制count个字节,存放到out_fd中
注意:in_fd必须指向真实的文件,不能是socket和管道;out_fd必须是一个socket
伪代码:服务器用sendfile函数向客户端传输文件

//打开一个真实的文件,作为in_fd
int filefd = open(filename,O_RDONLY);  
...
//connfd:客户端连接成功后返回的socket ,作为out_fd
int connfd = accept(... ...); 

//filefd从头开始,复制st_size个字节,发送给connfd
sendfile(connfd,filefd,NULL,stat_buf.st_size); 

splice

ssize_t splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags);
功能:用于两个文件描述符之间移动数据,fd_in—>fd_out
注意:fd_in和off_out必须至少有一个是管道文件描述符
返回值:成功,返回移动的字节数(若返回0,表示从管道中读取数据并且管道中没有数据);失败,返回-1并设置errno
参数

  • 如果fd_in是管道,那么off_in必须设置为NULL
  • 如果fd_in不是管道,那么off_in表示从输入数据流何时开始读取,即读取位置,其中off_in有下面两种情况:
    off_in = NULL,表示从输入数据流的当前位置开始读取
    off_in !=NULL,表示从输入数据流的off_in偏移处开始读取

代码示例:使用splice实现回射服务器
代码分析:先通过splice将客户端发送过来的内容读入pipifd[1]中,然后再使用splice从pipifd[0]中读出该内容给客户端,从而实现了简单高效的回射服务。整个过程未执行recv/send操作,因此未涉及用户空间和内核空间之间的数据拷贝。
零拷贝相关的IO函数:sendfile/splice/tee_第1张图片

tee

ssize_t tee(int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags);
功能:和splice一样,只是splice是在两个文件描述符中移动数据,而tee是复制数据
注意:fd_in和fd_out必须都是管道文件描述符

代码示例:使用splice和tee将标准输入的数据,同时输出到标准输出和本地文件
代码分析:代码中使用了两个管道,一个管道用于输出给STDOUT_FD,另外一个管道用于输出给filefd
零拷贝相关的IO函数:sendfile/splice/tee_第2张图片

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