什么是 Zero Copy？

问题描述

在文档和代码中经常看到 Zero Copy（零拷贝）的概念，它的具体内涵是什么？

解决方案

某些硬件单元对输入数据在内存中的格式有特定要求。例如，FFmpeg 依赖的 VPU（Video Processing Unit，视频处理单元）要求数据在内存中必须是连续紧密排列的，硬件只能通过物理地址递增的方式读取数据。

但在 Linux 系统中，应用程序通过 malloc 接口申请到的内存通常不满足硬件要求，具体表现为：

1. malloc 返回的是 Linux 用户态虚拟地址，而芯片硬件需要的是物理地址
2. malloc 返回的虚拟地址对应的内存页面在 DDR 中是不连续的，而硬件需要连续的物理页面

为了解决这些问题，传统的做法是：SDK 先申请一块连续的物理内存，然后将数据从源内存拷贝到这块连续物理内存上，再交给硬件处理。

而 Zero Copy（零拷贝）技术的意思是：如果输入数据已经位于连续的物理内存中，就可以避免这次不必要的数据拷贝。因此，SDK 通常会要求用户通过 zero_copy 参数来提供这个信息，SDK 根据此信息决定是否需要复制输入数据，从而在保证功能正确的同时实现最高的处理效率。

此外，接口的同步/异步特性也会影响 Zero Copy 的决策：

• 异步接口：返回时不能保证数据处理已经开始或结束。考虑到应用程序可能随时回收缓存，异步接口可能会在内部执行一次数据拷贝
• 同步接口：返回时保证数据处理已经完成，工作期间数据缓存是安全的，因此通常不需要额外拷贝