Linux Sendfile的优势

Sendfile函数在两个文件描写叙述符之间直接传递数据(全然在内核中操作，传送),从而避免了内核缓冲区数据和用户缓冲区数据之间的拷贝，操作效率非常高，被称之为零拷贝。

Sendfile函数的定义例如以下:

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

1.传统方式read/write send/recv

在传统的文件传输里面(read/write方式),在实现上事实上是比较复杂的，需要经过多次上下文的切换。我们看一下例如以下两行代码:

1.read(file, tmp_buf, len);
2.write(socket, tmp_buf, len);

以上两行代码是传统的read/write方式进行文件到socket的传输。

当需要对一个文件进行传输的时候，其详细流程细节例如以下:

1.调用read函数，文件数据被copy到内核缓冲区

2.read函数返回。文件数据从内核缓冲区copy到用户缓冲区

3.write函数调用。将文件数据从用户缓冲区copy到内核与socket相关的缓冲区。

4.数据从socket缓冲区copy到相关协议引擎。

以上细节是传统read/write方式进行网络文件传输的方式，我们能够看到，在这个过程其中，文件数据实际上是经过了四次copy操作:

硬盘-->内核buf-->用户buf-->socket相关缓冲区(内核)-->协议引擎

2.新方式sendfile

而sendfile系统调用则提供了一种降低以上多次copy。提升文件传输性能的方法。

Sendfile系统调用是在2.1版本号内核时引进的:

sendfile(socket,file,len);

执行流程如下:

1.sendfile系统调用，文件数据被copy至内核缓冲区

2.再从内核缓冲区copy至内核中socket相关的缓冲区

3.最后在socket相关的缓冲区copy到协议引擎

相较传统read/write方式，2.1.版本号内核引进的sendfile已经降低了内核缓冲区到user缓冲区。再由user缓冲区到socket相关缓冲区的文件copy，而在内核版本号2.4之后，文件描述符结果被改变，sendfile实现了更简单的方式，系统调用方式仍然一样，细节与2.1版本号的不同之处在于，当文件数据被拷贝到内核数据缓冲区时，不再将全部数据copy到socket相关的缓冲区，而是只将记录数据位置和长度相关的数据保存到socket相关的缓存，而实际数据将由DMA模块直接发送到协议引擎，再次降低了一次copy操作。

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