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一、传统拷贝方式
（一）操作系统经过4次拷贝
CPU 负责将数据从磁盘搬运到内核空间的 Page Cache 中；
CPU 负责将数据从内核空间的 Page Cache 搬运到用户空间的缓冲区；
CPU 负责将数据从用户空间的缓冲区搬运到内核空间的 Socket 缓冲区中；
CPU 负责将数据从内核空间的 Socket 缓冲区搬运到的网络中；
（二）4 次上下文切换
read 系统调用时：用户态切换到内核态；
read 系统调用完毕：内核态切换回用户态；
write 系统调用时：用户态切换到内核态；
write 系统调用完毕：内核态切换回用户态；
二、DMA参与下的数据拷贝
DMA参与后只是在”拷贝1“的位置，暂时交给DMA来控制，可以暂时释放CPU去做别的事情。
三、mmap+write方式实现的零拷贝
（一）上下文状态切换：
1.用户进程通过mmap方法，向操作系统内核发起IO调用，用户态切换内核态；
2.内核态切换回用户态，mmap方法返回；
3.用户进程通过write方法向操作系统内核发起IO调用，上下文从用户态切换为内核态；
4.数据从socket缓冲区拷贝到网卡结束后，上下文从内核态切换回用户态，write调用返回。
（二）数据拷贝
1. CPU利用DMA控制器，把数据从硬盘中拷贝到内核缓冲区；
2.CPU将内核缓冲区的数据拷贝到socket缓冲区
3.CPU利用DMA控制器，把数据从socket缓冲区拷贝到网卡
mmap+write方式的实现的零拷贝，IO发生了4次用户空间和内核空间的上下文切换，这个并没有节省，但是数据拷贝减少了一次。
其中2次DMA拷贝和1次CPU拷贝。
（mmap是将读缓冲区的地址和用户缓冲区的地址进行映射，内核缓冲区和应用缓冲区共享，所以节省了一次CPU拷贝，并且用户京城内存是虚拟的在，只是映射到内核读缓冲区，可以节省一半的内存空间。）
四、sendfile实现的零拷贝
sendfile是Linux2.1内核版本后引入的一个系统调用函数，
API如下：
ssize_t sendfile(int out_fd,int in_fd,off_t *offset,size_t count)out_fd为待写入内容的文件描述符，一个socket描述符；
in_fd为待读出内容的文件描述符，必须是真实的文件，不能是socket和管道；
offset：制定从读入文件的哪个位置开始读，如果为NULL，表示文件的默认起始位置；
count 制定在fdout 和 fdin之间传输的字节数。
sendfile表示两个文件描述符之间传输数据，它是在操作系统内核中操作的，避免了数据从内核缓冲区和用户缓冲区之间的拷贝操作，因此可使用他来实现零拷贝。
（一）上下文状态切换+数据拷贝
1.用户进程发起sendfile系统调用，上下文从用户态转向内核态
2.DMA控制器，把数据从硬盘中拷贝到内核缓冲区；
3.CPU将读缓冲区中的数据拷贝到socket缓冲区；
4.DMA控制器，异步将数据从socket缓冲区拷贝到网卡；
5.上下文从内核态切换回用户态，sendfile返回。
sendfile实现的零拷贝，IO发生了两次用户空间与内核空间的上下文切换，以及3次数据拷贝，其中3次数据拷贝中，包括了2次DMA拷贝和1次CPU拷贝。那能不能把CPU的拷贝次数减少到0次呢？有的，即带有DMA手机拷贝功能的sendfile
五、sendfile+DMA scatter/gather实现的零拷贝
Linux2.4之后，对sendfile做了优化升级，引入SG-DMA技术，其实就是对DMA拷贝加入了scatter/gather操作，它可以直接从内核空间缓冲区中将数据读取到网卡。使用这个特点做零拷贝，还可以少一次CPU拷贝。
（一）上下文状态切换+数据拷贝
1.用户进程发起sendfile系统调用，上下文从用户态切换为内核态；
2.DMA控制器，把数据从硬盘中拷贝到内核缓冲区；
3.CPU把内核换乘功能区重点 文件描述信息（内核缓冲区的内存地址和偏移量）发送到socket缓冲区
4.DMA控制器根据文件描述信息，直接把数据从内核缓冲区拷贝到网卡
5.上下文从内核态奇幻回用户态，sendfile调用返回。
可以发现，sendfile+DMA scatter/gather实现的零拷贝，IO发生了2次用户空间与内核空间的上下文切换，以及2次数据拷贝。其中2次数据拷贝都是DMA拷贝，这就是真正的零拷贝技术，全程都没有通过CPU来搬运数据，所有的数据都是通过DMA来传输的。
参考：https://heapdump.cn/article/3290793