在 Linux 內(nèi)核版本 2.1 中，提供了一個(gè)專門發(fā)送文件的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) sendfile()，函數(shù)形式如下：

　　它的前兩個(gè)參數(shù)分別是目的端和源端的文件描述符，后面兩個(gè)參數(shù)是源端的偏移量和復(fù)制數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，返回值是實(shí)際復(fù)制數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。

　　首先，它可以替代前面的 read() 和 write() 這兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，這樣就可以減少一次系統(tǒng)調(diào)用，也就減少了 2 次上下文切換的開(kāi)銷。

　　其次，該系統(tǒng)調(diào)用，可以直接把內(nèi)核緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)拷貝到 socket 緩沖區(qū)里，不再拷貝到用戶態(tài)，這樣就只有 2 次上下文切換，和 3 次數(shù)據(jù)拷貝。如下圖：

　　但是這還不是真正的零拷貝技術(shù)，如果網(wǎng)卡支持 SG-DMA(The Scatter-Gather Direct Memory Access)技術(shù)(和普通的 DMA 有所不同)，我們可以進(jìn)一步減少通過(guò) CPU 把內(nèi)核緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)拷貝到 socket 緩沖區(qū)的過(guò)程。 你可以在你的 Linux 系統(tǒng)通過(guò)下面這個(gè)命令，查看網(wǎng)卡是否支持 scatter-gather 特性：

　　于是，從 Linux 內(nèi)核 2.4 版本開(kāi)始起，對(duì)于支持網(wǎng)卡支持 SG-DMA 技術(shù)的情況下， sendfile() 系統(tǒng)調(diào)用的過(guò)程發(fā)生了點(diǎn)變化，具體過(guò)程如下：

　　步，通過(guò) DMA 將磁盤上的數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)核緩沖區(qū)里;第二步，緩沖區(qū)描述符和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度傳到 socket 緩沖區(qū)，這樣網(wǎng)卡的 SG-DMA 控制器就可以直接將內(nèi)核緩存中的數(shù)據(jù)拷貝到網(wǎng)卡的緩沖區(qū)里，此過(guò)程不需要將數(shù)據(jù)從操作系統(tǒng)內(nèi)核緩沖區(qū)拷貝到 socket 緩沖區(qū)中，這樣就減少了一次數(shù)據(jù)拷貝;

　　所以，這個(gè)過(guò)程之中，只進(jìn)行了 2 次數(shù)據(jù)拷貝，如下圖：

　　這就是所謂的零拷貝(Zero-copy)技術(shù)，因?yàn)槲覀儧](méi)有在內(nèi)存層面去拷貝數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)全程沒(méi)有通過(guò) CPU 來(lái)搬運(yùn)數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)都是通過(guò) DMA 來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>

　　零拷貝技術(shù)的文件傳輸方式相比傳統(tǒng)文件傳輸?shù)姆绞?，減少了 2 次上下文切換和數(shù)據(jù)拷貝次數(shù)，只需要 2 次上下文切換和數(shù)據(jù)拷貝次數(shù)，就可以完成文件的傳輸，而且 2 次的數(shù)據(jù)拷貝過(guò)程，都不需要通過(guò) CPU，2 次都是由 DMA 來(lái)搬運(yùn)。