传统IO过程以及零拷贝简单介绍

传统IO过程

• 整个IO过程涉及到三个部分，分别是用户缓冲区，内核缓冲区(PageCache)以及硬件。用户态CPU发起IO请求，即发起read()系统调用，随后进程阻塞，用户态切换到内核态。内核态DMA发起IO请求与硬件进行DMA拷贝到内核缓冲区中，之后内核缓冲区与用户缓冲区进行CPU拷贝，至此read()函数调用结束数据返回，唤醒阻塞进程，内核态切换到用户态。
• 写的过程涉及用户缓冲区、内核缓冲区(Socket缓冲区)、网卡设备。首先CPU发起写的IO请求，当前进程阻塞，由用户态切换到内核态，进行CPU拷贝，将用户缓冲区中的数据拷贝到Socket缓冲区中，接着DMA控制器发起DMA请求进行DMA拷贝到网卡中，拷贝完成write()函数结束返回，内核态切换到用户态。
  

零拷贝-kafka为什么快的原因

关键在于用MMAP()系统调用代替原来的read()系统调用，做一个映射，数据不走用户缓冲区了，减少CPU拷贝

总结
零拷贝主要是为了减少CPU拷贝，降低CPU开销，我知道的实现技术有mmap和direct buffers。

• mmap就是采用一个映射的方式将原来从内核态读取到用户态空间的数据(一次CPU拷贝)直接映射到socket buffer里面，减少一次CPU拷贝。
• Java NIO还支持直接缓冲区（Direct Buffers），这些缓冲区在堆外内存中分配，可以直接传输到网络设备。