零拷贝

零拷贝是一种​​避免CPU在内存中复制数据​​的优化技术，通过减少数据复制次数，显著提升I/O性能。

零拷贝核心优势：

• ​​减少CPU拷贝次数​​：数据不经过用户空间

• ​​降低内存带宽占用​​：避免多次数据复制

• ​​减小上下文切换​​：减少用户态/内核态切换

• ​​降低延迟​​：缩短数据处理路径

• 传统拷贝

1. 从硬盘读取文件数据 → 内核缓冲区（第1次拷贝）
2. 内核缓冲区 → 用户缓冲区（第2次拷贝）
3. 用户缓冲区 → 目标文件内核缓冲区（第3次拷贝）
4. 目标内核缓冲区 → 硬盘（第4次拷贝）

• 零拷贝

1. 硬盘文件 → 内核缓冲区（仅此1次拷贝）
2. 内核缓冲区直接 → 目标文件（系统自动完成）

• 图解

传统拷贝：
[硬盘] → 拷贝1 → [内核缓冲区] → 拷贝2 → [用户缓冲区] → 拷贝3 → [目标内核缓冲区] → 拷贝4 → [目标硬盘]

零拷贝：
[硬盘] → 单次拷贝 → [内核缓冲区] 
                  ↳ 内核直接传输 → [目标硬盘]

零拷贝技术的三种实现方式

1. ​​系统调用级零拷贝​​：

   • 如io.Copy()内部使用的sendfile()系统调用

   • 无需用户代码调整，Go标准库自动使用

   • 当满足以下两个条件时，io.Copy()会尝试使用零拷贝机制（以Linux为例）：

     • src是*os.File类型（或其他实现了io.ReaderFrom接口的类型）

     • dst是net.TCPConn类型（或其他实现了io.WriterTo接口的类型）

2. ​​内存映射文件​​：

   • syscall.Mmap()将文件直接映射到内存

   • 程序像访问数组一样访问文件

3. ​​管道接力传输​​：

   • 使用io.Pipe()连接处理过程

   • 数据在内存中直接传递，不经磁盘