零拷贝
零拷贝主要的任务就是避免CPU将数据从一块存储拷贝到另外一块存储，主要就是利用各种零拷贝技术，避免让CPU做大量的数据拷贝任务，减少不必要的拷贝，或者让别的组件来做这一类简单的数据传输任务，让CPU解脱出来专注于别的任务。这样就可以让系统资源的利用更加有效。
用户态与内核态
用户态：只能受限的访问内存, 且不允许访问外围设备. 占用CPU的能力被剥夺, CPU资源可以被其他程序获取。
当一个进程在执行用户自己的代码时处于用户运行态（用户态），此时特权级最低，为3级，是普通的用户进程运行的特权级，大部分用户直接面对的程序都是运行在用户态。
内核态： CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. CPU也可以将自己从一个程序切换到另一个程序。
当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态（或简称为内核态）。此时处理器处于特权级最高的（0级）内核 代码中执行。
所以，用户态和内核态取决于当前正在执行的代码是否属于内核代码。
用户态与内核态的转换
所有用户程序都是运行在用户态的, 但是有时候程序确实需要做一些内核态的事情, 例如从硬盘读取数据, 或者从键盘获取输入等. 而唯一可以做这些事情的就是操作系统, 所以此时程序就需要先操作系统请求以程序的名义来执行这些操作.
这时需要一个这样的机制: 用户态程序切换到内核态, 但是不能控制在内核态中执行的指令
这种机制叫系统调用, 在CPU中的实现称之为陷阱指令(Trap Instruction)
工作流程如下:
用户态程序将一些数据值放在寄存器中, 或者使用参数创建一个堆栈(stack frame), 以此表明需要操作系统提供的服务.
用户态程序执行陷阱指令
CPU切换到内核态, 并跳到位于内存指定位置的指令, 这些指令是操作系统的一部分, 他们具有内存保护, 不可被用户态程序访问
这些指令称之为陷阱(trap)或者系统调用处理器(system call handler). 他们会读取程序放入内存的数据参数, 并执行程序请求的服务
系统调用完成后, 操作系统会重置CPU为用户态并返回系统调用的结果
文件IO过程
根据以上知识不能看出，传统的java代码在发送一个文件到另一台服务器上时，需要经过如下步骤。
注：利用DMA直接从磁盘复制到内存，不经过CPU的寄存器，所以称为DMA copy；先从内存到寄存器，然后寄存器到内核缓冲区，所以称为CPU copy。
以上流程经过了四次上下文切换，四次copy。所以看起来效率并不高，所以需要采取零拷贝（zero-copy）技术来提示性能。
零拷贝流程
以上（sendfile实现零拷贝）流程，可以看到整个流程只做了两次copy。同时也减少了上下文切换。
总结
零拷贝（zero-copy）并不是copy次数为零，而是减少系统的copy次数和cpu上下文切换的频率。许多中间件为了提示数据传递的效率，会用到零拷贝技术，比如kafka等。
