什么是零拷贝

普通拷贝流程

在实际应用中，如果我们需要把磁盘中的某个文件内容发送到远程服务器上，那么它必须要经过几个拷贝的过程，。从磁盘中读取目标文件内容拷贝到内核缓冲区，CPU 控制器再把内核缓冲区的数据赋值到用户空间的缓冲区中， 接着在应用程序中，调用 write() 方法，把用户空间缓冲区中的数据拷贝到内核下的 Socket Buffer 中。最后，把在内核模式下的 SocketBuffer 中的数据赋值到网卡缓冲 区（NIC Buffer)网卡缓冲区再把数据传输到目标服务器上。

在这个过程中我们可以发现，数据从磁盘到最终发送出去，要经历 4 次拷贝，而在这四次拷贝过程中，有两次拷贝是浪费的，分别是：

• 从内核空间赋值到用户空间
• 从用户空间再次复制到内核空间 

除此之外，由于用户空间和内核空间的切换会带来 CPU 的上线文切换，对于 CPU 性能也会造成性能影响。而零拷贝，就是把这两次多于的拷贝省略掉，应用程序可以直接把磁盘中的数据从内核中直接传输给 Socket，而不需要再经过应用程序所在的用户空间

零拷贝 

零拷贝通过 DMA（Direct Memory Access）技术把文件内容复制到内核空间中的Read Buffer， 接着把包含数据位置和长度信息的文件描述符加载到 Socket Buffer 中，DMA 引擎直接可以把数据从内核空间中传递给网卡设备。 在这个流程中，数据只经历了两次拷贝就发送到了网卡中，并且减少了 2 次 cpu 的上 下文切换，对于效率有非常大的提高

 

所以，所谓零拷贝，并不是完全没有数据复制，只是相对于用户空间来说，不再需要进行数据拷贝。对于前面说的整个流程来说，零拷贝只是减少了不必要的拷贝次数而已。

在程序中如何实现零拷贝：

• 在 Linux 中，零拷贝技术依赖于底层的 sendfile()方法实现
• 在 Java 中，FileChannal.transferTo()方法的底层实现就是 sendfile()方法。
• 除此之外，还有一个 mmap 的文件映射机制