linux支持的零拷贝类型以及java对应的支持

linux 调用方式

dma复制次数

cpu复制次数

用户态切换次数

内核态切换次数

系统调用次数

对应 java 实现

备注

传统io（read+write）

2

2

2

2

2

InputStream 和OutputStream 的实现类

Writer 和 Reader 的实现类

数据需要通过 cpu 从内核态复制到用户态

mmap+write

2

1

2

2

2

MappedByteBuffer

采用虚拟内存，多个虚拟内存可以指向同一个物理地址。利用这个特性，可以把内核空间和用户空间的虚拟地址映射到同一个物理地址，这样在I/O操作时就不需要来回复制。将内核中的读缓冲区与用户空间的缓冲区进行映射，所有的IO都在内核中完成。
通过类似指针的方式操作 page cache，cpu 的复制在内核执行，不需要复制到应用程序。

sendfile

2

1

1

1

1

FileChannel 的 transferFrom() 和 transferTo()

替代前面的 read() 和 write() 这两个系统调用

sendfile+DMA scatter/gather

2

0

1

1

1

无

将 cpu 的复制操作交给网卡去做，需要网卡支持并且提供对应的驱动程序。

direct io

在 java 10 中提供了 api

splice

2

0

1

1

1

无

splice函数用于在两个文件描述符之间移动数据，而不需要数据在内核空间和用户空间中来回拷贝。

使用splice函数时输入和输出至少有一个是管道文件描述符。

只适用于将数据从文件拷贝到套接字上，限定了它的使用范围。

tee

2

0

1

1

1

无

在两个管道文件描述符之间复制数据，并且它是直接复制，不会将数据读出。