像大白这种调包侠，深知不懂底层技术点就如同空中楼阁，再这样下去面阿里p10是没希望了。
Linux系统中一切皆文件，仔细想一下Linux系统的很多活动无外乎读操作和写操作，零拷贝就是为了提高读写性能而出现的。
Flink的内存管理是基于JVM内存模型的，所以，在内存调优或者解决各种OOM等问题时JVM内存管理是绕不开的话题。本文以Direct Memory为切入点，探索堆外内存、直接内存、以及他们在Java NIO源码中如何体现的。最后，简单介绍Java NIO的零拷贝在Kafka和Netty中的应用。
零拷贝（Zero-copy）是指计算机执行操作时，CPU不需要先将数据从某处内存复制到另一个特定区域。这种技术通常用于通过网络传输文件时节省CPU周期和内存带宽。
零拷贝是老生常谈的问题啦，大厂非常喜欢问。比如Kafka为什么快，RocketMQ为什么快等，都涉及到零拷贝知识点。最近技术讨论群几个伙伴分享了阿里、虾皮的面试真题，也都涉及到零拷贝。因此本文将跟大家一起来学习零拷贝原理。
上一次我们说了传统的IO操作是如何是实现的,最后引出了零拷贝技术,这次我们看看有那些零开拷贝技术.(如果不使用零拷贝技术，普通的IO操作在OS层面是如何执行的)
早期的共享内存，着重于强调把同一片内存，map到多个进程的虚拟地址空间（在相应进程找到一个VMA区域），以便于CPU可以在各个进程访问到这片内存。
下面以最常用的 read() 和 write() 函数来介绍 Linux 的 I/O 处理流程。
相信不少的网友，在很多的博客文章里面，已经见到过零拷贝这个词，会不禁的发出一些疑问，什么是零拷贝？
平时在面试中你肯定会经常碰见的问题就是：RocketMQ为什么快？Kafka为什么快？什么是mmap？
在前一章节中，我们了解了DMA技术在文件传输中的重要性，并简要介绍了零拷贝技术。为了提高文件传输的性能，我们需要减少用户态与内核态之间的上下文切换次数以及内存拷贝次数。本章将深入探讨零拷贝技术的优化方法，让我们一起走进零拷贝的优化之路！
Kafka 在执行消息的写入和读取这么快的原因，其中的一个原因是零拷贝（Zero-copy）技术，下面我们来了解一下这么高效的原因。
零拷贝技术指在计算机执行操作时，CPU不需要先将数据从一个内存区域复制到另一个内存区域，从而可以减少上下文切换以及CPU的拷贝时间。它的作用是在数据报从网络设备到用户程序空间传递的过程中，减少数据拷贝次数，减少系统调用，实现CPU的零参与，彻底消除CPU的负载。
上一篇推文《百万并发「零拷贝」技术系列之初探门径》中的示例告诉我们：传统的I/O操作读取文件并通过Socket发送，需要经过4次上下文切换、2次CPU数据拷贝和2次DMA控制器数据拷贝，如下图
本文讲解 Linux 的零拷贝技术，云计算是一门很庞大的技术学科，融合了很多技术，Linux 算是比较基础的技术，所以，学好 Linux 对于云计算的学习会有比较大的帮助。
Kafka之所以那么快，其中一个很大的原因就是零拷贝（Zero-copy）技术，零拷贝不是kafka的专利，而是操作系统的升级，又比如Netty，也用到了零拷贝。下面我就画图讲解零拷贝，如果对你有帮助请点个赞支持。
基本操作就是循环的从磁盘读入文件内容到缓冲区，再将缓冲区的内容发送到socket。但是由于Linux的I/O操作默认是缓冲I/O。这里面主要使用的也就是read和write两个系统调用，我们并不知道操作系统在其中做了什么。实际上在以上I/O操作中，发生了多次的数据拷贝。
大白话解释，零拷贝就是没有把数据从一个存储区域拷贝到另一个存储区域。但是没有数据的复制，怎么可能实现数据的传输呢？其实我们在java NIO、netty、kafka遇到的零拷贝，并不是不复制数据，而是减少不必要的数据拷贝次数，从而提升代码性能
我们看到，通过 DMA 芯片进行的硬盘读写过程需要进行四次特权级切换和四次拷贝操作。
引言 传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的，即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作，因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中，那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销，限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。 零拷贝（ zero-copy ）技术可以有效地改善数据传输的性能，在内核驱动程序（比如网络堆栈或者磁盘存储驱动程序）处理 I/O 数据的时候，零拷贝技术可以在某种程度上减少甚至完全避免不必要 CPU 数据拷贝操作。
注意事项：除了 Direct I/O，与磁盘相关的文件读写操作都有使用到 page cache 技术。
结合这个图，想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO，这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢？上面的图有点复杂，我画一幅简图，把这些机制所在的位置添加进去：
本文探讨Linux中 主要的几种零拷贝技术 以及零拷贝技术 适用的场景 。为了迅速建立起零拷贝的概念，我们拿一个常用的场景进行引入：
传统IO的工作方式是，数据读取和写入是从用户空间和内核空间来回复制，内核空间的数据时通过操作系统层面的IO接口从磁盘读取或写入。
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。
零拷贝作用 : 在网络编程中 , 如果要进行性能优化 , 肯定要涉及到零拷贝 , 使用零拷贝能极大的提升数据传输性能 ;
传统的WEB服务器在收到请求后，从磁盘读取数据，然后将数据写到网卡，通过网卡发送给客户端，这一读一写的过程中就涉及数据的拷贝：
最近有粉丝收到来美团的面试邀请，面试前也没怎么准备，一面直接挂了。面试官问他什么是零拷贝，他没答出来。希望我能给他推荐一些资料看看，本文就是给他推荐的面试资料之一，主要来讲清楚，零拷贝到底是怎么一回事！
Linux 按照特权等级，把进程的运行空间分为内核空间和用户空间，分别对应着下图中， CPU 特权等级分为4个,Linux 使用 Ring 0 和 Ring 3。
什么是零拷贝 维基上是这么描述零拷贝的：零拷贝描述的是CPU不执行拷贝数据从一个存储区域到另一个存储区域的任务，这通常用于通过网络传输一个文件时以减少CPU周期和内存带宽。 零拷贝给我们带来的好处： 减少甚至完全避免不必要的CPU拷贝，从而让CPU解脱出来去执行其他的任务 减少内存带宽的占用 通常零拷贝技术还能够减少用户空间和操作系统内核空间之间的上下文切换 Linux系统的“用户空间”和“内核空间” 从Linux系统上看，除了引导系统的BIN区，整个内存空间主要被分成两个部分：内核空间(Ke
在 Linux 系统中，传统的访问方式是通过 write() 和 read() 两个系统调用实现的，通过 read() 函数读取文件到到缓存区中，然后通过 write() 方法把缓存中的数据输出到网络端口。
零拷贝经常在各个框架使用,比如kafka,rocketmq,都起到了很好的作用,首先我们要知道零拷贝不是没有一次拷贝，是尽可能的减少拷贝。
本文列举四个比较经典的 Linux 收包引擎，如果还有其他你觉得ok的可以留言。这四个分别是：
1、用户态与内核态 ⽤户态和内核态是操作系统的两种运⾏状态。 （1）内核态：处于内核态的CPU可以访问任意的数据，包括外围设备，⽐如⽹卡、硬盘等，处于内核态的 CPU 可以从⼀个程序切换到另外⼀个程序，并且占⽤ CPU 不会发⽣抢占情况，⼀般处于特权级 0 的状态我们称之为内核态。 （2）⽤户态：处于⽤户态的CPU只能受限的访问内存，并且不允许访问外围设备，⽤户态下的 CPU 不允许独占，也就是说 CPU 能够被其他程序获取。
Linux系统是虚拟内存系统，虚拟内存并不是真正的物理内存，而是虚拟的连续内存地址空间。虚拟内存又分为内核空间和用户空间，内核空间是内核程序运行的地方，用户空间是用户进程代码运行的地方，只有内核才能直接访问物理内存并为用户空间映射物理内存(MMU)。内核会为每个进程分配独立的连续的虚拟内存空间，并且在需要的时候映射物理内存，为了完成内存映射，内核为每个进程都维护了一张页表，记录虚拟地址与物理地址的映射关系，这个页表就是存在于MMU中；用户进程访问内存的时候，通过页表把虚拟内存地址转换为物理内存地址进而访问数据；其实对于用户进程而言，虚拟内存就是内存一般的存在(当作内存看待就好)。这样的设计可以把用户程序和系统程序分开，互不影响；内核可以对所有的用户程序进行管理，比如限制内存滥用等
零拷贝（Zero-copy）技术是一种计算机操作系统中用于提高数据传输效率的优化策略。在传统的数据传输过程中，需要将数据从一个缓冲区拷贝到另一个缓冲区，然后再传输给目标。这涉及到多次的 CPU 和内存之间的数据拷贝操作，会消耗 CPU 的时间和内存带宽。而零拷贝技术通过直接共享数据的内存地址，避免了中间的拷贝过程，从而提高了数据传输的效率。
1.DMA(Direct Memory Access，直接内存拷贝，即经过CPU的拷贝)等待数据准备好，把磁盘数据读取到操作系统内核缓冲区； 2.用户进程，将内核缓冲区的数据copy到用户空间。 3.读取文件，再用socket发送出去，再将用户空间的数据copy到socket网络发送缓冲区(属于操作系统内核的缓冲区)； 4.将socket buffer的数据，copy到网卡，由网卡进行网络传输。
零拷贝(英语: Zero-copy) 技术是指计算机执行操作时，CPU不需要先将数据从某处内存复制到另一个特定区域。这种技术通常用于通过网络传输文件时节省CPU周期和内存带宽。
在介绍零拷贝的IO模式之前，我们先简单了解下传统的IO模式是怎么样的？
我们以用户通过网络读取一个本地磁盘上文件为例，在说零拷贝之前，我们先要说说一个普通的IO操作是怎样做的
对于用户空间的应用程序，我们通常根本不关心page的物理存放位置，因为我们用的是虚拟地址。所以，只要虚拟地址不变，哪怕这个页在物理上从DDR的这里飞到DDR的那里，用户都基本不感知。那么，为什么要写一篇论述页迁移的文章呢？
Video设备产生的数据较多，传统的缓冲机制已不能满足需求。为此，Linux内核抽象出了videobuf2机制，用于管理存放视频图像的帧缓冲。videobuf2抽象层像一座桥梁，将用户空间和V4L2 driver连接起来。videobuf2抽象层向用户空间提供了标准POSIX I/O系统调用，包括read、poll及mmap等，同时还提供了大量与流式I/O相关的V4L2 ioctl调用，包括缓冲区分配、缓冲区入队、缓冲区出队及流控制。虽然使用videobuf2会给驱动程序强加一些设计决策，但是使用它的收益是videobuf2可以减少驱动程序代码和保持V4L2子系统在用户空间API的一致性，显然使用videobuf2更为合理。
本章还是关于NIO的概念铺底，有关NIO相关的代码，我还是希望大家闲余时间取网上找一下有关使用JDK NIO开发服务端、客户端的代码，我会取写这些，但是具体的代码我不会很详细的取介绍，下一章的话可能就要上代码了，具体的规划如下：
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