小林图解系统-九.网络系统 9.1什么是零拷贝？

针对优化磁盘的技术：零拷贝、直接I/O、异步I/O，目的：提高系统的吞吐量，另外操作系统内核中的磁盘告诉缓存区，可以有效的减少磁盘的访问次数。

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为什么要有DMA技术？

直接内存访问(Direct Memory Access)

在进行 I/O 设备和内存的数据传输的时候，数据搬运的工作全部交给 DMA 控制器，而 CPU 不再参与任何与数据搬运相关的事情，这样 CPU 就可以去处理别的事务。

• DMA 收到磁盘的信号，将磁盘控制器缓冲区中的数据拷贝到内核缓冲区中，此时不占用 CPU，CPU 可以执行其他任务；

 CPU 不再参与「将数据从磁盘控制器缓冲区搬运到内核空间」的工作，这部分工作全程由 DMA 完成。

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传统的文件传输有多糟糕？

read(file, tmp_buf, len);

write(socket, tmp_buf, len);

• 第一次拷贝，把磁盘上的数据拷贝到操作系统内核的缓冲区里，这个拷贝的过程是通过 DMA 搬运的。
• 第二次拷贝，把内核缓冲区的数据拷贝到用户的缓冲区里，于是我们应用程序就可以使用这部分数据了，这个拷贝到过程是由 CPU 完成的。
• 第三次拷贝，把刚才拷贝到用户的缓冲区里的数据，再拷贝到内核的 socket 的缓冲区里，这个过程依然还是由 CPU 搬运的。
• 第四次拷贝，把内核的 socket 缓冲区里的数据，拷贝到网卡的缓冲区里，这个过程又是由 DMA 搬运的。

要想提高文件传输的性能，就需要减少「用户态与内核态的上下文切换」和「内存拷贝」的次数。

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如何优化文件传输的性能？

如何减少「用户态与内核态的上下文切换」的次数呢࿱