(5)零拷贝实现原理

场景：文件读出数据，传到另一台服务器上

伪代码  File.read(file, buf, len);    Socket.send(socket, buf, len);   4次数据拷贝，用户态和内核态区别

1、read()一次上下文切换（用户态->内核态），底层用DMA（direct memory access）读磁盘文件，存储到内核地址空间的读取缓存区

2、程序无法访问内核地址空间数据，从读取拷贝到用户缓冲区。第二次切换（内核态->用户态），可修改数据。

3、终目通过Socket传到另一个服务，send()第三次切换（用户态->内核态），缓冲区与目标套接字相关联，与读取缓冲区无关。

4、send()返回，第四次切换，DMA把数据从目标套接字相关的缓存区传到协议引擎进行发送。

1和4是由DMA负责，不会消耗CPU，只有过程2和3的拷贝需要CPU参与

好几次拷贝多余，影响性能

一、零拷贝优化

不需要操作内容，2和3多余，直接把内核态读取缓存冲区数据直接拷贝到套接字相关的缓存区

切换四次减到两次，拷贝四次减到三（其中DMA copy 2次，CPU copy 1次）

FileChannel的transferTo() 可以实现，数据从文件通道传输到给定可写字节通道， file.read()和socket.send()替换为transferTo()调用"

public void transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target);

但不是零拷贝（一次cpu）

二、零拷贝实现

1、transferTo() 用 DMA 将文件拷贝到内核读取缓冲区。

2、避免内容整体拷贝，只位置和长度追加到套接字缓冲区，DMA 引擎直接把数据从内核缓冲区传到协议引擎，消除最后一次 CPU拷贝

ps：面试从用户态谈到内核态，socket谈到FileChannel，从NIO谈到Netty，从直接内存到CompositeBy