【根据网上资料和自己的学习理解零copy】

1、可以理解为数据不需要重复的拷贝，能大大提升系统的性能。这个词我们也经常在netty，kafka，RocketMQ等框架中听到，经常作为其提升性能的一大亮点。

2、传统的数据流操作

2.1 read 调用导致用户态到内核态的一次变化，同时，第一次复制开始：DMA（Direct Memory Access，直接内存存取，即不使用 CPU 拷贝数据到内存，而是 DMA 引擎传输数据到内存，用于解放 CPU） 引擎从磁盘读取文件，并将数据放入到内核缓冲区。

2.2 发生第二次数据拷贝，即：将内核缓冲区的数据拷贝到用户缓冲区，同时，发生了一次用内核态到用户态的上下文切换。

2.3 发生第三次数据拷贝，我们调用 write 方法，系统将用户缓冲区的数据拷贝到 Socket 缓冲区。此时，又发生了一次用户态到内核态的上下文切换。

2.4 第四次拷贝，数据异步的从 Socket 缓冲区，使用 DMA 引擎拷贝到网络协议引擎。这一段，不需要进行上下文切换。

2.5 write 方法返回，再次从内核态切换到用户态。

如你所见，复制拷贝操作太多了。所以，零copy就是为了解决这种问题，关于零拷贝提供了两种方式分别是：mmap+write方式，sendfile方式； 3、mmap + write 方式 使用mmap+write方式代替原来的read+write方式，mmap是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系；这样就可以省掉原来内核read缓冲区copy数据到用户缓冲区，但是还是需要内核read缓冲区将数据copy到内核socket缓冲区

4、sendFile方式 Linux 2.1 版本 提供了 sendFile 函数，其基本原理如下：数据根本不经过用户态，直接从内核缓冲区进入到 Socket Buffer，同时，由于和用户态完全无关，就减少了一次上下文切换。

Netty零拷贝 netty提供了零拷贝的buffer，在传输数据时，最终处理的数据会需要对单个传输的报文，进行组合和拆分，Nio原生的ByteBuffer无法做到，netty通过提供的Composite(组合)和Slice(拆分)两种buffer来实现零拷贝。

TCP层HTTP报文被分成了两个ChannelBuffer，这两个Buffer对我们上层的逻辑(HTTP处理)是没有意义的。但是两个ChannelBuffer被组合起来，就成为了一个有意义的HTTP报文，这个报文对应的ChannelBuffer，才是能称之为”Message”的东西，这里用到了一个词”Virtual Buffer”。

components用来保存的就是所有接收到的buffer，indices记录每个buffer的起始位置，lastAccessedComponentId记录上一次访问的ComponentId；CompositeChannelBuffer并不会开辟新的内存并直接复制所有ChannelBuffer内容，而是直接保存了所有ChannelBuffer的引用，并在子ChannelBuffer里进行读写，实现了零拷贝。 kafka 在客户端和 broker 进行数据传输时，会使用 transferTo 和 transferFrom 方法，即对应 Linux 的 sendFile。

tomcat 内部在进行文件拷贝的时候，也会使用 transferto 方法。

tomcat 在处理一下心跳保活时，也会调用该 sendFile 方法。

在 pulsar 项目中，下载文件时，也会使用 sendFile。

再稍微讲讲 mmap 和 sendFile 的区别。

4.1 mmap 适合小数据量读写，sendFile 适合大文件传输。 4.2 mmap 需要 4 次上下文切换，3 次数据拷贝；sendFile 需要 3 次上下文切换，最少 2 次数据拷贝。 4.3 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）。 在这个选择上：rocketMQ 在消费消息时，使用了 mmap。kafka 使用了 sendFile。 零拷贝如果简单用java里面对象的概率来理解的话，其实就是使用的都是对象的引用，每个引用对象的地方对其改变就都能改变此对象，永远只存在一份对象。

参考文档： https://www.jianshu.com/p/275602182f39 每天提高一点点