第1個虛擬項目 1. 前言 點燈開啟了我們的FPGA之路，那麼我們來繼續沙盤演練。 用一個虛擬項目，來入門練習，以此步入數字邏輯的大門。 Key Words：FIFO 、SOF 、EOF、計數器、緩存、時序圖、方案設計 2. 項目要求 1) 輸入報文長度64~2048位元組； 2) 輸入報文之間最小間 ...
傳統的拷貝過程
流程步驟：
（1）操作系統將數據從磁碟文件中讀取到內核空間的頁面緩存；
（2）應用程式將數據從內核空間讀入用戶空間緩衝區；
（3）應用程式將讀到數據寫回內核空間並放入socket緩衝區；
（4）操作系統將數據從socket緩衝區複製到網卡介面，此時數據才能通過網路發送。
此過程涉及到4次上下文切換以及4次數據的複製，但是這些過程中cpu數據完全沒有進行變化，僅僅是磁碟數據複製到了網卡的緩衝區，在這種情況下，如果去掉流程2和3，減少用戶空間和內核空間之間的切換，雖然減少了數據交換的次數，但是仍然存在數據多次複製的情況。
註：步驟1和4的數據傳輸是通過DMA引擎進行拷貝的
步驟2和3的數據傳輸是通過cpu進行拷貝的**
零拷貝技術
在DMA技術的基礎上，可以實現絕對的零拷貝，DMA技術為（Direct Memory Access，直接存儲器訪問），不需要依賴cpu的大量中斷負載，數據文件可以直接繞過CPU在各個層之間傳輸，外圍設備可以直接通過DMA控制器訪問記憶體。通過零拷貝技術，可以減去沒有必要的數據複製操作，同時也減少了上下文切換的次數。
可以看出，零拷貝技術只需要將數據從硬碟中將磁碟文件數據複製到頁面緩存一次，然後直接將數據才從頁面緩存直接發送到網路中，避免了重覆複製的操作
頁面緩存：存儲磁碟數據的內核緩存區域，是操作系統內核中的一部分，用於緩存從磁碟讀取的數據，以提高文件系統的性能；由物理記憶體中的頁面構成的，每個頁面的大小通常為4KB或更大。當內核從磁碟讀取數據時，它將數據存儲在頁面緩存中。如果其他進程需要訪問相同的數據，內核可以直接從頁面緩存中讀取，而無需再次從磁碟讀取數據，從而提高了讀取性能。在零拷貝技術中，頁面緩存是實現數據傳輸的一部分。當數據需要從磁碟傳輸到網路或其他設備時，內核可以直接將頁面緩存中的數據發送到目標設備，而無需將數據複製到用戶空間或其他中間緩衝區。這樣可以減少數據複製的次數和數據傳輸的延遲，提高數據傳輸的效率。
Java採用的零拷貝技術TransferTo方法底層也是調用sendfile()，Kafka的零拷貝技術可以直接將直接從它被調用的通道上傳輸到另一個可寫位元組通道，數據無需流經用戶空間的應用程式；在Linux系統中零拷貝是基於sendfile()系統調用實現的，sendfile()實現的是讀到內核空間的數據轉到socket buffer，最後複製到協議引擎。
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mmap和sendfile都是零拷貝的實現方案，只不過不同的場景使用不同的方案；
mmap其實本質就是物理上磁碟文件的地址和頁面緩存的地址進行映射，完成映射後對物理記憶體的操作會同步到硬碟上，用戶通過修改記憶體就可以修改磁碟文件。Kafka生產的數據持久化到Broker里採用的是**mmap**文件映射的方式，實現順序的快速寫入
sendfile就是將讀到內核空間的數據轉到Socket Buffer，最後複製到協議引擎，相較於mmap又節省了一次cpu拷貝；
消費者從 broker 讀取數據，採用sendfile，將磁碟文件讀到內核緩衝區後，直接轉到socket buffer進行網路發送
