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零拷贝是指从操作系统的角度，没有CPU参与的拷贝。

DMA：Direct Memory Access 直接内存拷贝（不使用 CPU）。

1. 上下文切换需要 4 次，文件拷贝需要 4 次

2. 上下文切换与文件拷贝：

   1. user -> kernal

      切换到内核，将磁盘中的文件 DMA拷贝 到内核缓冲区

   2. kernal -> user

      将内核缓冲区中的文件数据 CPU拷贝 到用户空间

   3. user -> kernal

      将用户空间中的文件数据 CPU拷贝 到 socket 缓冲区

      将 socket 缓冲区中的文件数据 DMA拷贝到协议栈

   4. kernal - > user

1. mmap 通过内存映射，==将文件映射到内核缓冲区，同时用户空间可以共享内核缓冲区的数据==，这样在传输过程中就可以减少内核缓冲区到用户空间的拷贝

2. 上下文切换需要 4 次，文件拷贝需要 3 次

   1. user -> kernal

      切换到内核，将磁盘中的文件 DMA拷贝 到内核缓冲区

   2. kernal -> user

      ==将内核缓冲区中的文件数据 mmap映射 到用户空间（减少一次 CPU拷贝）==

   3. user -> kernal

      将内核缓冲区中的文件数据 CPU拷贝 到 socket 缓冲区

      将 socket 缓冲区中的文件数据 DMA拷贝到协议栈

   4. kernal - > user

1. Linux 2.1 版本提供了 sendFile 函数，其基本原理：==数据不经过用户态，直接从内核缓冲区进入到 socket 缓冲区==，同时和用户态完全无关，便减少一次（进、出，便是两次）上下文切换

2. 上下文切换需要 2 次，文件拷贝需要 3 次

   1. user -> kernal

      切换到内核，将磁盘中的文件 DMA拷贝 到内核缓冲区

      将内核缓冲区中的文件数据 CPU拷贝 到 socket 缓冲区（==不经过用户态==）

   2. kernal -> user

      将 socket 缓冲区中的文件数据 DMA拷贝到协议栈

1. 在Linux 2.4 版本时，对 sendFile 做了一些修改，==避免了从内核缓冲区到 socket 缓冲区的 CPU拷贝，直接将文件数据从内核缓冲区拷贝到协议栈==，从而再减少了一次拷贝

2. 上下文切换需要 2 次，文件拷贝需要 2 次

   1. user -> kernal

      切换到内核，将磁盘中的文件 DMA拷贝 到内核缓冲区

      仅 CPU拷贝 一些简单信息到 socket 缓冲区（比如：length、offset）（==忽略该 CPU拷贝，不经过用户态==）

   2. kernal -> user

      将 socket 缓冲区中的文件数据 DMA拷贝到协议栈

1. 零拷贝，是指从操作系统的角度来看，CPU 没有参与拷贝。在内核缓冲区没有重复文件数据，只有 kernal 缓冲区存在一份文件数据
2. 零拷贝不仅带来更少的数据复制，还能带来其他的性能优势：更少的上下文切换、更少的 CPU 缓存伪共享、以及无 CPU 校验和计算
3. mmap 和 sendFile 区别：
   1. mmap 适合小数据量读写，sendFile 适合大文件传输
   2. mmap 需要 4 次上下文切换，3 次数据拷贝；sendFile 需要 2 次上下文切换，最少 2 次数据拷贝
   3. sendFile 可以利用 DMA 方式，减少 CPU 拷贝，mmap 则不能（必须从内核拷贝到 socket缓冲区）

1. JDK7 引入了 AsynchronousI/O，即 AIO。在进行 I/O 编程中，常用到两种模式：Reactor 和 Proactor。Java 的 NIO 就是 Reactor，当有事件触发时，服务器端得到通知，进行相应的处理
2. AIO 即 NIO2.0，叫做异步不阻塞的 IO。AIO 引入异步通道的概念，采用了 Proactor 模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用
3. 目前 AIO 还没有广泛应用，Netty 也是基于 NIO，而不是 AIO，因此我们就不详解 AIO 了，有兴趣的同学可以参考《Java新一代网络编程模型AIO原理及Linux系统AIO介绍》

举例说明

1. 同步阻塞：到理发店理发，就一直等理发师，直到轮到自己理发
2. 同步非阻塞：到理发店理发，发现前面有其它人理发，给理发师说下，先干其他事情，一会过来看是否轮到自己
3. 异步非阻塞：给理发师打电话，让理发师上门服务，自己干其它事情，理发师自己来家给你理发