【coding|原来 8 张图，就可以搞懂“零拷贝”了！( 六 )||缓冲区|cpu|】_

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总结
早期 I/O 操作，内存与磁盘的数据传输的工作都是由 CPU 完成的，而此时 CPU 不能执行其他任务，会特别浪费 CPU 资源。
于是，为了解决这一问题， DMA 技术就出现了，每个 I/O 设备都有自己的 DMA 控制器，通过这个 DMA 控制器， CPU 只需要告诉 DMA 控制器，我们要传输什么数据，从哪里来，到哪里去，就可以放心离开了。后续的实际数据传输工作，都会由 DMA 控制器来完成， CPU 不需要参与数据传输的工作。
传统 IO 的工作方式，从硬盘读取数据，然后再通过网卡向外发送，我们需要进行 4 上下文切换，和 4 次数据拷贝，其中 2 次数据拷贝发生在内存里的缓冲区和对应的硬件设备之间，这个是由 DMA 完成，另外 2 次则发生在内核态和用户态之间，这个数据搬移工作是由 CPU 完成的。
为了提高文件传输的性能，于是就出现了零拷贝技术，它通过一次系统调用（sendfile 方法）合并了磁盘读取与网络发送两个操作，降低了上下文切换次数。另外，拷贝数据都是发生在内核中的，天然就降低了数据拷贝的次数。
Kafka 和 Nginx 都有实现零拷贝技术，这将大大提高文件传输的性能。
零拷贝技术是基于 PageCache 的， PageCache 会缓存最近访问的数据，提升了访问缓存数据的性能，同时，为了解决机械硬盘寻址慢的问题，它还协助 I/O 调度算法实现了 IO 合并与预读，这也是顺序读比随机读性能好的原因。这些优势，进一步提升了零拷贝的性能。
需要注意的是，零拷贝技术是不允许进程对文件内容作进一步的加工的，比如压缩数据再发送。
另外，当传输大文件时，不能使用零拷贝，因为可能由于 PageCache 被大文件占据，而导致「热点」小文件无法利用到 PageCache ，并且大文件的缓存命中率不高，这时就需要使用「异步 IO + 直接 IO 」的方式。
在 Nginx 里，可以通过配置，设定一个文件大小阈值，针对大文件使用异步 IO 和直接 IO ，而对小文件使用零拷贝。

稿源：(CSDN)

【】网址：http://www.shadafang.com/c/hn10049531C2020.html

标题：coding|原来 8 张图，就可以搞懂“零拷贝”了！( 六 )

傻大方

coding|原来 8 张图，就可以搞懂“零拷贝”了！( 六 )

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