关于零拷贝技术你了解多少（零拷贝到底是什么）

关于零拷贝技术你了解多少（零拷贝到底是什么）CPU拷贝是否使用用户层缓存用户层直接I/O，就是磁盘数据直接拷贝到用户层缓存，不用内核层的数据拷贝。零拷贝在数据由磁盘向网卡或其他设备流动，或者从网卡或其他设备向磁盘流动，数据要经过多次的拷贝，以及用户态和核心态上下文多次切换的应用场景中才能够发挥作用。拷贝方式

以名解意

零拷贝，从字面意思理解，就是零次拷贝，没有数据拷贝。进一步去分析，是什么没有数据拷贝，是用户层进程没有拷贝，这种零拷贝不算是真正的零拷贝。

进一步分析，CPU也不参与数据拷贝，CPU和用户进程都没有数据拷贝，就能够节省CPU的工作量，节省用户层与内核层之间的切换，通过DMA技术、管道技术、内存区域映射技术等实现CPU不参与数据拷贝和减少用户层和内核层的切换次数，以提高程序读写性能的方式。

以上就是主流零拷贝的思路，就是尽量减少用户层和核心层的上下文切换、尽量不用CPU拷贝，不用用户层缓存区，其实除此之外还有两种零拷贝的思路。

写时复制方案，就是多个进程共享一个内存空间的数据，当一个进程需要修改数据的时候，将数据拷贝到自己进程的地址空间；如果只是读取操作，则不需要拷贝数据，也就是零拷贝。

用户层直接I/O，就是磁盘数据直接拷贝到用户层缓存，不用内核层的数据拷贝。

应用场景

零拷贝在数据由磁盘向网卡或其他设备流动，或者从网卡或其他设备向磁盘流动，数据要经过多次的拷贝，以及用户态和核心态上下文多次切换的应用场景中才能够发挥作用。

核心逻辑拷贝方式

拷贝方式	是否使用用户层缓存	CPU拷贝	DMA拷贝	上下文切换	系统调用	是否零拷贝
传统方式（read write）	是	2	2	4	read/write	否
内存映射（mmap write）	否	1	2	4	mmap/write	是
sendfile	否	1	2	2	sendfile	是
sendfile DMA Gather Copy	否	0	2	2	sendfile	是
splice	否	0	2	2	splice	是

传统方式（read write）

传统方式（read write）

内存映射（mmap write）

内存映射（mmap write）

Sendfile

Sendfile

sendfile DMA Gather Copy

sendfile DMA Gather Copy

splice

splice

总结

理解零拷贝，关键的是理解什么是零拷贝，涉及到硬件设备、内核层、用户层缓存数据区之间数据的拷贝，以及它们之间数据拷贝采用的技术，有CPU拷贝、DMA拷贝、内存区域映射免拷贝等。

理解了这些框架，明白了零拷贝的真正含义，遇到任何的问题就能够迎刃而解。