技術介紹
零複製（英語：Zero-copy；也譯零拷貝）技術是指計算機執行操作時，CPU不需要先將數據從某處內存複製到另一個特定區域，從而可以減少上下文切換及CPU的拷貝時間，通常用於通過網絡傳輸文件時節省CPU週期和內存帶寬。
假如我們要實現這樣的功能：將文件中的字節複製到套接字中
read(file, tmp_buf, len);
write(socket, tmp_buf, len);
傳統實現方式
過程如下
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read()函數調用導致了一次用戶態到內核態的上下文切換。系統內部的sys_read()調用被用於把數據讀取出來。第一次複製是以DMA引擎的方式呈現的，DMA把數據讀取出來並存入kernel address space buffer。
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數據被讀取返回後導致了上下文從內核態切換到用戶態，現在數據存在user address space buffer中。
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send()操作再次把上下文從用戶態切換到內核態。並且數據被從用戶緩存拷貝到kernel address space buffer中。
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send()操作返回，這時又從內核態返回到用戶態，並且發生最後一次數據拷貝，數據從kernel buffer拷貝到protocol engine中。
這個過程當中一共出現了4次數據拷貝和4次用戶態-內核態用戶態-內核態上下文切換（每一次系統調用都是兩次上下文切換：用戶態->內核態->用戶態）。
Linux 2.4之前的底層實現
仔細檢查上面的流程，其實第二次和第三次複製是不必要的（從buffer到應用程序、從應用程序到buffer），應用程序並沒有改變數據內容，只是將其返回到socket buffer中。Java中提供了transferTo()方法，可以讓你實現數據直接從read buffer輸到 socket buffer。
transferTo() 方法將數據從一個文件channel傳輸到一個可寫channel。在內部它依賴於操作系統對 Zero-copy 的支持，在UNIX/Linux系統上， transferTo() 實際會調用 sendfile() 這個系統函數，將數據從一個文件描述符傳輸到另一個。
下圖展示了使用 transferTo()時的數據拷貝情況
過程如下
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transferTo()調用使文件內容通過DMA的方式被複制到read buffer。然後將數據複製到與輸出的socket相關的buffer中。
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第三次複製發生在DMA將數據複製到protocol engine。
這已經有了改進，我們已將上下文切換次數從四次減少到兩次，並將數據拷貝的次數從四次減少到三次（其中只有一次涉及CPU操作）
Linux 2.4之後的底層實現
過程如下
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transferTo方法調用使文件內容通過DMA引擎被複制到kernel buffer
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無數據被複制到socket buffer。只是描述了需要被寫入的數據的位置和長度。DMA引擎直接把數據從kernel buffer複製到protocol engine
現在整個過程只有兩次上下文切換和兩次數據拷貝。
在內核爲2.4或者以上版本的linux系統上，socket緩衝區描述符將被用來滿足這個需求。這個方式不僅減少了內核用戶態間的切換，而且也省去了那次需要cpu參與的複製過程。
從用戶角度來看依舊是調用transferTo()方法，但是其本質發生了變化：
調用transferTo方法後數據被DMA從文件複製到了內核的一個緩衝區中。
數據不再被複制到socket關聯的緩衝區中了，僅僅是將一個描述符（包含了數據的位置和長度等信息）追加到socket關聯的緩衝區中。DMA直接將內核中的緩衝區中的數據傳輸給協議引擎，消除了僅剩的一次需要cpu週期的數據複製。