NIO中的零拷贝--transferTo

1、我们说零拷贝，是从操作系统的角度来说的。因为内核缓冲区之间，没有数据是

重复的（只有 kernel buffer 有一份数据）。

2、零拷贝不仅仅带来更少的数据复制，还能带来其他的性能优势，例如更少的上下

文切换，更少的 CPU 缓存伪共享以及无 CPU 校验和计算。

（DMA--Direct memory access-直接内存拷贝）

①传统的io流是需要经历这样的过程：

用户态--DMA拷贝--内核态--CPU拷贝--用户Buffer--CPU拷贝--SocketBuffer--DMA拷贝--协议栈

经历了4次拷贝，4次状态切换

②后面出现了mmap：

mmap 通过内存映射，将文件映射到内核缓冲区，同时，用户空间可以共享内核

空间的数据。这样，在进行网络传输时，就可以减少内核空间到用户控件的拷贝

次数

用户态--DMA拷贝--内核态--改成直接读取--用户Buffer--CPU拷贝--SocketBuffer--DMA拷贝--协议栈

经历了3次拷贝，4次状态切换，但是还是有cpu拷贝

③Linux 2.1 版本提供了sendFile 函数，其基本原理如下：数据根本不经过用户态，直接从内核缓冲区进入到 SocketBuffer，同时，由于和用户态完全无关，就减少了一次上下文切换

用户态--DMA拷贝--内核态--CPU拷贝--SocketBuffer--DMA拷贝--协议栈

经历了3次拷贝，3次状态切换，这里的CPU拷贝是极少的，就一些length，Offset的状态拷贝，接近于零拷贝了。

Linux 在 2.4 版本中，做了一些修改，避免了从内核缓冲区拷贝到 Sockebuffer 的操作，直接拷贝到协议栈，从而再一次减少了数据拷贝。

用户态--DMA拷贝--内核态--CPU拷贝--DMA拷贝--协议栈

经历了3次拷贝，2次状态切换，这里的CPU拷贝是极少的，就一些length，Offset的状态拷贝，接近于零拷贝了。

这里总结一下mmap和sendFile的区别：

1) mmap 适合小数据量读写，sendFile 适合大文件传输。

2) mmap 需要 4 次上下文切换，3 次数据拷贝；sendFile 需要 3 次上下文切换，最

少 2 次数据拷贝。

3) sendFile 可以利用 DMA 方式，减少 CPU 拷贝，mmap 则不能（必须从内核拷贝

到 Socket 缓冲区）。

下面就来讲讲如何使用nio的transferto来实现零拷贝：

用户--DMA---channel----DMA---对方文件

linux中，使用transferto可以完成整个文件的传输，但是在window中，transferto一次只能发送8m的文件，就需要分片传输，注意传输起点（8*1024*1024）

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