零拷貝技術(shù)的發(fā)展在不同場(chǎng)景下有不同的適用方法。而在linux操作系統(tǒng)中，現(xiàn)存的零拷貝技術(shù)也非常多，它們大部分存在于不同的Linux內(nèi)核版本，而有些舊的技術(shù)已經(jīng)被新技術(shù)所取代。本文將對(duì)這些零拷貝技術(shù)的適用場(chǎng)景進(jìn)行劃分，并詳細(xì)介紹Linux 中的三種主要的零拷貝技術(shù)。
直接I/O
直接I/O是一種數(shù)據(jù)傳輸方式，應(yīng)用程序可以直接訪問硬件存儲(chǔ)，操作系統(tǒng)內(nèi)核只是輔助數(shù)據(jù)傳輸。該技術(shù)適用于操作系統(tǒng)內(nèi)核不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接處理的情況。數(shù)據(jù)可以在應(yīng)用程序地址空間的緩沖區(qū)和磁盤之間直接進(jìn)行傳輸，完全不需要Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的頁緩存的支持。這種技術(shù)的主要目的是為了避免應(yīng)用程序地址空間和操作系統(tǒng)內(nèi)核地址空間之間的緩沖區(qū)拷貝操作。
避免拷貝操作
在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，避免數(shù)據(jù)在操作系統(tǒng)內(nèi)核地址空間的緩沖區(qū)和用戶應(yīng)用程序地址空間的緩沖區(qū)之間進(jìn)行拷貝。如果應(yīng)用程序在數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，將數(shù)據(jù)從Linux的頁緩存拷貝到用戶進(jìn)程的緩沖區(qū)中就可以完全避免，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在頁緩存中就可以得到處理。在某些特殊的情況下，這種零拷貝技術(shù)可以獲得較好的性能。Linux中提供類似的系統(tǒng)調(diào)用主要有mmap()，sendfile()以及splice()。
寫時(shí)復(fù)制技術(shù)
寫時(shí)復(fù)制技術(shù)側(cè)重于靈活地處理數(shù)據(jù)在用戶進(jìn)程的緩沖區(qū)和操作系統(tǒng)的頁緩存之間的拷貝操作。該技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)在Linux的頁緩存和用戶進(jìn)程的緩沖區(qū)之間的傳輸過程進(jìn)行優(yōu)化，延續(xù)了傳統(tǒng)的通信方式，但是更加靈活。在Linux中，該方法主要利用了寫時(shí)復(fù)制技術(shù)。寫時(shí)復(fù)制技術(shù)的主要目的是優(yōu)化數(shù)據(jù)在用戶地址空間和操作系統(tǒng)內(nèi)核地址空間之間傳遞的效率。
這三種零拷貝技術(shù)在Linux中都有著廣泛的應(yīng)用。前兩種技術(shù)的目的主要是為了避免應(yīng)用程序地址空間和操作系統(tǒng)內(nèi)核地址空間之間的緩沖區(qū)拷貝操作。這兩類技術(shù)通常適用于某些特殊的情況下，比如要傳送的數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過操作系統(tǒng)內(nèi)核的處理或者不需要經(jīng)過應(yīng)用程序的處理。
第三類技術(shù)則繼承了傳統(tǒng)的應(yīng)用程序地址空間和操作系統(tǒng)內(nèi)核地址空間之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍睿M(jìn)而針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸本身進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)數(shù)據(jù)需要在用戶地址空間的緩沖區(qū)和Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核的頁緩存之間進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候，這種技術(shù)可以有效地改善數(shù)據(jù)傳遞效率。
Linux中的零拷貝技術(shù)種類繁多，不同的技術(shù)在不同的場(chǎng)景下有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，在選擇零拷貝技術(shù)時(shí)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。
