有效的数据传输zero copy

Listing 1. 从文件向socket拷贝

File.read(fileDesc, buf, len);
Socket.send(socket, buf, len);

Figure 1. 传统的数据copy方式

Figure 2. 传统的上下文切换

1. read()调用触发了从用户模式到内核模式的上下文交换（见Figure2）。在内核空间内一个sys_read()调用完成了从文件中读取数据。这第一次copy(见Figure1)是通过DMA引擎完成的，DMA引擎从硬盘中读取数据然后将他们存到内核地址空间的buffer中。
2. 被请求的数据从内核的read buffer 拷贝到 用户buffer，并且read()调用返回。这个调用返回又引发了一次从内核到用户模式的交互。现在数据已经被加载在用户空间的buffer中了。
3. send()socket请求将会引起从用户模式向内核空间的切换。第三次拷贝又将数据传到内核地址空间。但是这次数据是呗写入不同的buffer，目标为socket。
4. send()系统调用，创建第四次上下文交换。第四次复制为异步的，DMA引擎将内核buffer中的数据写入协议引擎。

public void transferTo(long position, long count, WritableByteChannel target);

#include <sys/socket.h>
ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count);

transferTo(position, count, writableChannel);

Figure 3. 数据拷贝通过 transferTo()

Figure 4. 上下文切换在 transferTo()

1. transferTo()中文件内容是被DMA引擎拷贝到一个可读的buffer。然后数据被内核直接写入与输出socket关联的内核buffer中。
2. 第三次拷贝发生在DMA引擎将数据从socket buffer中拷贝到协议引擎。

1. transferTo() 中文件内容被DMA引擎加载入内核buffer。
2. 数据不再被拷入socket buffer。被取代的，只有descriptor关于位置和长度的信息被附加到socket buffer。这DMA引擎将数据直接从内核buffer拷入协议引擎，从而减少了cpu拷贝。