ZeroCopy

传统IO

步骤：

1. read调用会导致从用户模式更改为内核模式。同时，第一次拷贝开始，DMA（Direct Memory Access，即不使用CPU将数据拷贝到内存，而是DMA引擎将数据传输到内存）引擎从磁盘读取文件并将数据放入内核缓冲区。
2. 第二次数据拷贝发生，即将内核缓冲区中的数据拷贝到用户缓冲区，同时发生从内核态到用户态的上下文切换。
3. 当第三次数据拷贝发生时，我们调用write方法，系统将用户缓冲区的数据拷贝到Socket缓冲区中。这时，另一个上下文从用户模式切换到内核模式。
4. 在第四次复制中，使用DMA引擎将数据从Socket缓冲区异步复制到网络协议引擎。在这种情况下，不需要上下文切换。
5. write方法返回并再次从内核模式切换到用户模式。

内存复制次数：4
上下文切换次数：4

mmap

mmap通过内存映射将文件映射到内核缓冲区。同时，用户可以和在内核空间共享数据。这样在网络传输过程中，可以减少内核空间到用户的拷贝数。

如上所示，用户缓冲区和内核缓冲区共享文件。如果要将文件传输到网络，则不再需要将其复制到用户空间，然后再把用户空间复制到Socket缓冲区。
内存复制次数：3
上下文切换次数：4

sendFile

Linux2.1：数据由DMA引擎从文件复制到内核缓冲区，然后write同时从内核缓冲区进入Socket Buffer。
内存复制次数：3
上下文切换次数：2

Linux2.4：避免从内核缓冲区复制到Socket缓冲区，直接复制到协议栈，从而减少了数据的再次复制。
内存复制次数：2
上下文切换次数：2

总结

mmap和sendFile的区别：

1. mmap适合读写少量数据，sendFile适合传输大文件；
2. mmap需要4次上下文切换和3次数据复制；sendFil2需要3次上下文切换和至少2次数据复制；
3. sendFile可以使用DMA减少CPU拷贝，但是mmap不能。