sendfile函式零拷貝

零拷貝：零拷貝技術可以減少資料拷貝和共享匯流排操作的次數，消除通訊資料在儲存器之間不必要的中間拷貝過程，有效地提高通訊效率，是設計高速介面通道、實現高速伺服器和路由器的關鍵技術之一。

sendfile

#include 
ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t* offset, size_t count);

引數特別注意的是：in_fd必須是乙個支援mmap函式的檔案描述符，也就是說必須指向真實檔案，不能使socket描述符和管道。

out_fd必須是乙個socket描述符.

由此可見sendfile幾乎是專門為在網路上傳輸檔案而設計的。

out_fd:已經開啟了，用於寫操作的檔案描述符

in_fd:已經開啟了，用於讀操作的檔案描述符

offset:偏移量:表示sendfile函式從in_fd中的哪一偏移量開始讀取資料，如果是0表示從檔案的開始讀，否則從相應的偏移量讀取，如果是迴圈讀取的時候，下一次offset值應為sendfile函式返回值加上本次的offset的值。

count:是在兩個描述符之間拷貝的位元組數

返回值：

如果成功的拷貝，返回寫操作到out_fd的位元組數，錯誤返回-1，並相應的設定error資訊。

關於sendfile與read和write的比較

伺服器響應乙個http請求的步驟如下：

1.把磁碟檔案讀入核心緩衝區

2.從核心緩衝區讀到記憶體

3.處理(靜態資源不需要處理)

4.傳送到網絡卡的核心緩衝區(傳送快取)

5.網絡卡傳送資料

而sendfile系統呼叫，省略了2，3步，磁碟檔案被直接傳送到了網絡卡的記憶體緩衝區，減少了資料複製和核心態切換的開銷。

sendfile一直都在核心態進行

普通的read和write的傳統網路傳輸過程的步驟

read(file, tmp_buf, len);
write(socket, tmp_buf, len);
硬碟 >> kernel buffer >> user buffer >> kernel socket buffer >> 協議棧

一般的網路應用是通過讀硬碟資料，然後寫資料到socket來完成網路傳輸的。

底層實現如下：

1.系統呼叫read()產生乙個上下文切換：從使用者模式切換到核心模式，然後dma(直接記憶體訪問)執行拷貝，把檔案資料從硬碟讀到乙個核心緩衝區裡面去。

2.資料從核心緩衝區拷貝到使用者態緩衝區，然後系統呼叫read()返回，這時又產生乙個上下文切換：從核心狀態切換到使用者態。

3.系統呼叫write()產生乙個上下文切換：從使用者態切換到核心態，然後把步驟2中讀到使用者緩衝區的資料拷貝到核心態緩衝區（資料第二次拷貝到核心態緩衝區），不過這次是個不同的核心態緩衝區，這個緩衝區和socket相關聯。

4.系統呼叫write()返回，產生乙個上下文切換：從核心態切換到使用者態(第4次切換)，然後dma從核心緩衝區拷貝資料到協議棧(第四次拷貝)。

上述4個步驟，4次上下文切換，4次拷貝，我們發現減少他的切換和拷貝次數，將有效提高效能。這也是sendfile提高效能的方法。

關於sendfile進行網路傳輸的過程

sendfile(socket, file, len);
硬碟 >> kernel buffer (快速拷貝到kernel socket buffer) >> 協議棧

1.系統呼叫sendfile()通過dma把硬碟資料拷貝到核心緩衝區，然後資料直接拷貝到另乙個與socket相關的核心緩衝區。(區別)這裡沒有使用者態和核心態之間的切換，在核心態中直接完成了從乙個緩衝區到另乙個緩衝區的拷貝。

2.dma把資料從核心緩衝區直接拷貝給協議棧，沒有切換，也不需要資料從使用者態拷貝到核心態，因為資料就在核心裡面。

由此比較，sendfile遠比read和write方式在進行資料拷貝時高效。

關於sendfile的應用**–**作用是把a檔案(和客戶端程式在同一目錄下)傳遞給伺服器端

服務端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc,char* argv)
char buff[128] = ;
recv(c,buff,127,0);
printf("%s",buff);
}close(c);
return
0;}

客戶端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main(int argc,char* argv)
printf("發出了%d個位元組\n",len);
}close(sockfd);
return
0;}

sendfile函式零拷貝

sendfile 實現零拷貝詳解

sendfile「零拷貝」和mmap記憶體對映

sendfile「零拷貝」和mmap記憶體對映

sendfile函式 零拷貝

sendfile 實現零拷貝詳解

sendfile「零拷貝」和mmap記憶體對映

sendfile「零拷貝」和mmap記憶體對映

相關推薦

sendfile函式零拷貝