一、概念

指在计算机执行操作时，CPU不需要先将数据从一个内存区域复制到另一个内存区域，从而减少上下文切换以及 CPU 的拷贝。所有的数据都是通过 DMA 直接内存访问技术来进行传输的。

二、作用

是在数据从网络设备到用户程序空间传递的过程中，减少数据拷贝次数，减少系统调用，实现 CPU 的零参与，彻底消除 CPU 在这方面的负载。

三、技术

实现零拷贝用到的最主要技术是 DMA直接内存访问 和 mmap内存映射文件。

3.1 DMA

• 定义： DMA 是一种计算机系统中的技术，它允许外设直接访问系统内存，而无需经过中央处理器（CPU）的干预。
• 用途： 主要用于高速数据传输，例如从磁盘到内存，从网络适配器到内存等。它可以提高数据传输效率，减轻 CPU 的负担。
• 关系： DMA 通常用于设备之间的数据传输，而不是直接访问文件系统中的数据。DMA 是一种用于直接传输数据的硬件机制。

从图中可以看到，零拷贝技术就是把cpu在这其中拷贝的工作去掉了，不需要在内核态和用户态之间数据传输，直接由dma操作把磁盘数据读取到内核页缓冲区中，再由内核页缓冲区发送到网络中去，实现了cpu的零拷贝。

3.2 mmap

• 定义： mmap 是一种将文件内容映射到内存的机制。它允许应用程序直接在内存中操作文件数据，而无需通过 read 和 write 等系统调用。
• 用途： 主要用于文件 I/O 操作，允许应用程序像访问内存一样访问文件。修改内存映射的数据将自动反映到底层文件。
• 关系： mmap 是一种文件 I/O 操作的方式，适用于需要频繁访问文件数据的场景，但它不是 DMA 的直接替代品。在一些情况下，DMA 可能与内存映射结合使用，例如在网络数据包的接收中，可以使用 DMA 将网络数据直接传输到内存，然后通过 MMAP 将内存映射到用户空间，以便应用程序访问数据。

从图中可以看到，读写文件都需要经过 页缓存，所以 mmap 映射的正是文件的 页缓存，而非磁盘中的文件本身。