零拷贝

所谓零拷贝并不是不需要拷贝，而是减少不必要的拷贝次数。通常是说在IO读写过程中。

目前市面上大部分的高性能软件，比如Nginx、Kafka等等，都有零拷贝的身影。

我们通过一个传统IO读取文件，然后通过网络发送的例子来入手，详情看下图：

由上图可知，在一个简单的文件读取发送的过程中，会经历四次文件拷贝：

* 第一次：将磁盘文件，读取到操作系统内核缓冲区
* 第二次：将内核缓冲区的数据，copy到application应用程序的buffer
* 第三步：将application应用程序buffer中的数据，copy到socket网络发送缓冲区(属于操作系统内核的缓冲区)
* 第四次：将socket buffer的数据，copy到网络协议栈，由网卡进行网络传输

除此之外，实际的IO读写，需要进行IO中断，需要CPU响应中断(内核态到用户态转换)，尽管引入DMA(Direct Memory
Access，直接存储器访问)来接管CPU的中断请求，但四次copy的过程中，第二个和第三个数据副本的拷贝是不需要的。数据可以直接从读缓冲区传输到套接字缓冲区。

所以，所谓的零拷贝，就是磁盘文件通过网络发送。磁盘数据通过DMA（Direct Memory
Access，直接存储器访问）拷贝到内核态Buffer。之后不经过用户态，而是直接从内核态将数据拷贝到NIO Buffer(socket buffer)。

零拷贝是需要底层的操作系统支持的，我们以Linux为例，Linux **2.4+** 内核通过`sendfile`
系统调用，提供了零拷贝。除了减少数据拷贝外，Linux整个读文件 ==> 网络发送由一个`sendfile`调用完成，整个过程只有两次上下文切换，因此大大提高了性能。

Java NIO对`sendfile`的支持就是`FileChannel.transferTo()/transferFrom()。