前言：
在Java程序中，零拷贝技术分为两种：mmap（内存映射）和sendFile，首先要了解零拷贝的概念：所谓的零拷贝不是不拷贝，而是不经过CPU拷贝，它还是需要拷贝的（比如将数据从硬盘拷贝到内核态），这个零拷贝是从操作系统（CPU）的角度看的
传统的IO拷贝
首先将硬盘上的数据拷贝到内核，然后在经过CPU拷贝将数据从内核拷贝到应用程序内存（用户态），在应用程序内存，用户可以对数据进行操作修改等，然后在经过CPU拷贝将数据从用户缓冲区拷贝到socket缓冲区，然后在经过DMA拷贝，将数据从socket缓冲区拷贝到网卡。
那么经过以上的步骤，完成了将数据从本地硬盘传输到网络上的过程，
那这个过程数据的拷贝经过了：
硬盘—>内核—>应用程序内存(可以理解为用户态，相当于jvm中)—>socket缓冲区—>网卡，这4次拷贝的过程。
上下文的切换经过了：用户态–>内核态–>用户态 这三次上下文切换
mmap:
首先将硬盘上面的数据数据拷贝到内核，（因为mmap技术，做到了内核态数据和用户态数据共享，此时不需要将数据从内核拷贝到用户态，用户态也可以对数据进行修改），再将内核态的数据经过CPU拷贝，拷贝到socket缓冲区，在经过DMA拷贝，将socket缓冲区的数据拷贝到协议栈；
那经过了mmap的优化后，数据的读写少了一次拷贝的过程，但是mmap还不是真正意思上的零拷贝，因为它还是进行了拷贝
那这个过程数据的拷贝经过了：
硬盘—>内核—>socket缓冲区—>网卡，这3次拷贝的过程。
上下文的切换经过了：用户态–>内核态–>用户态 这三次上下文切换
sendFile
sendFile是Linux2.1版本提供的函数，基本的原理就是数据根本不经过用户态，直接从内核缓冲区进入到SocketBuffer,同时，由于和用户态完全无关，就减少了一次上下文切换；
过程：
首先将硬盘上面的数据经过DMA拷贝（直接内存拷贝），将数据拷贝到内核，再将内核态的数据经过CPU拷贝，拷贝到socket缓冲区，再由DMA拷贝将数据从socket缓冲区拷贝到协议栈。
目前来看sendFile和mmap拷贝是差不多的，但是sendFile比mmap拷贝少了一次上下文的切换，
但是就目前看来，这两种拷贝都没有达到真正的零拷贝。
sendFile（增强）
在Linux2.4的版本中，对sendFile做了一些修改，真正实现了零拷贝；
过程：
首先将硬盘上面的数据拷贝到内核，此时在经过CPU拷贝将数据的描述信息拷贝到socket缓冲区（注意：此时拷贝的是数据的描述信息，数据量很小，所以此次拷贝可以忽略不记），然后此时数据其实还是在内核的（因为刚刚的CPU拷贝只是拷贝了一些数据描述），再将数据从内核直接拷贝到网卡。
在这个版本中，sendFile就实现了真正的零拷贝，虽然还是经过了一次CPU的拷贝，但是数据量很小，所以可以忽略不记。
Java+NIO实现零拷贝
在java中可以使用：
fileChannel.transferTo()
和 fileChannel.map() 等函数来实现零拷贝
其中：
mmap适合小数据量的传输, RocketMQ使用的就是mmap。
sendFile 适合大数据量的传输，Kafka使用的就是sendFile。
Java 实现 mmap示例
package org.xhs.json;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
/**
* @Author: hu.chen
* @Description:
* @DateTime: 2022/4/29 1:29 AM
**/
public class MmpTest {
public static void main(String[] args) {
try {
// 获取文件
FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("C://test/jay.txt"), StandardOpenOption.READ);
MappedByteBuffer data = readChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, 1024 * 1024 * 40);
FileChannel writeChannel = FileChannel.open(Paths.get("E://test1/siting.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
//数据传输
writeChannel.write(data);
readChannel.close();
writeChannel.close();
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
Java实现sendFile示例:
示例1:
package org.xhs.json;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
/**
* @Author: hu.chen
* @Description:
* @DateTime: 2022/5/11 12:45 PM
**/
public class SendfileTest {
public static void main(String[] args) {
try {
FileChannel readChannel = FileChannel.open(Paths.get("C://test/jay.txt"), StandardOpenOption.READ);
long len = readChannel.size();
long position = readChannel.position();
FileChannel writeChannel = FileChannel.open(Paths.get("E://test1/siting.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
//数据传输
//开始发送数据：在Java中使用零拷贝技术调用transferTo方法，这个方法底层使用了零拷贝技术
// 在Linux系统下 使用transferTo 方法，没有文件大小限制，可以将文件调用一次transferTo方法即可传输完成
//但是在Windows系统下调用一次transferTo 方法，最多只能发送 8m 的数据，所以需要将文件进行分段传输
// transferTo 参数介绍：
// 第一个参数：从文件的哪里开始读取
// 第二个参数：读取多少字节
// 第三个参数：将读取的字节,放入需要写入的Channel中
readChannel.transferTo(position, len, writeChannel);
readChannel.close();
writeChannel.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
示例2:
public void writeHtml(File file) {
if (file.exists() && file.isFile()) {
try {
System.err.println("文件存在");
//文件存在进行输出，此处使用零拷贝技术
//获取到该 channel 关联的 缓存Buffer
ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
//得到一个文件 通道
FileChannel fileChannel = new FileInputStream(file).getChannel();
writeBuffer.put(HttpProtocolUtil.sendHead(fileChannel.size(),"200"));
writeBuffer.flip();
channel.write(writeBuffer);
//开始发送数据：在Java中使用零拷贝技术调用transferTo方法，这个方法底层使用了零拷贝技术
// 在Linux系统下 使用transferTo 方法，没有文件大小限制，可以将文件调用一次transferTo方法即可传输完成
//但是在Windows系统下调用一次transferTo 方法，最多只能发送 8m 的数据，所以需要将文件进行分段传输
// transferTo 参数介绍：
// 第一个参数：从文件的哪里开始读取
// 第二个参数：读取多少字节
// 第三个参数：将读取的字节需要放入的SocketChannel
long count = fileChannel.transferTo(0, fileChannel.size(), channel);
System.err.println("传输的总的字节大小："+count);
//关闭通道
close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.err.println("写出静态资源失败");
}
} else {
doWrite(HttpProtocolUtil.send404("404 资源未找到"));
//关闭通道
close();
}
}
