IO模型
用户线程读取数据，当调用channel.read 或 stream.read后，会由用户空间切换至操作系统的内核空间来真正读取数据，而读取数据又分为两个阶段，分别为：
- 等待数据阶段
- 复制数据阶段
阻塞IO（同步）
如上图，用户线程发起了一个read调用，真正读取数据，要切换到内核空间，由操作系统去读数据。当网络中没有数据发送过来时，read调用就会阻塞，表现为用户线程在等待。等数据从网络传输过来后，操作系统将数据从网卡复制到内存，等数据真正复制完成，那么就从内核空间切换回用户空间，此时read方法调用完成。
非阻塞IO（同步）
如上图，用户线程发起read调用，切换到内核空间。如果发现数据还不存在，会直接返回。但是，如果发现正在复制数据，还是会等待数据复制完成后返回。因此，非阻塞IO发生在等待数据阶段。复制数据阶段，IO还是阻塞的。
多路复用（同步）
用户线程，发起 selector的select()方法调用，此时，线程阻塞。检测有没有事件发生，如果有事件发生，内核告诉用户线程，select()方法不再阻塞。接下来就可以根据发生的事件类型，如发生读事件，那么用户线程就会发起read调用，去内核读取数据。
异步IO
- 同步：只有一个线程做，从发起系统调用，到结果返回，都由一个线程来做。中间，可能会阻塞，线程做不了其他事情。
- 异步：不是一个线程完成，至少有两个线程。如一个线程发起系统调用后，就不管了。交给操作系统去执行，有结果返回时，另外一个线程，将结果返回。返回的结果，会触发原来线程的回调函数，让第一个线程回来继续执行。
异步IO是非阻塞的，不存在阻塞的情况。
零拷贝
传统IO问题
传统IO将一个文件通过socket写出
File f = new File("mydata/data.txt");
RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(file, "r");
byte[] buf = new byte[(int)f.length()];
file.read(buf); //把文件读到数组中
Socket socket = ...;
socket.getOutputStream().write(buf);
- java本身并不具备IO读写能力，因此read方法调用后，要从java程序用户态，切换至内核态（
第一次：用户态到内核态切换），去操作系统的内核读数据。将数据读入内核缓冲区中（第一次数据拷贝）。这个期间，用户线程会阻塞，操作系统使用DMA（Direct Memory Access）来实现数据读取，且不使用CPU。 - 从内核态切换到用户态（
第二次：内核态到用户态），将内核缓冲区的数据，复制到用户缓冲区（第二次数据拷贝）。这期间会用到CPU无法使用DMA。 - 调用write方法后，将用户缓冲区的数据拷贝到socket缓冲区（
第三次数据拷贝）。 - 接下来向网卡写数据，这项能力java又不具备，因此，要从用户态切换到内核态（
第三次：用户态到内核态切换），使用DMA将socket缓冲区的数据拷贝到网卡（第四次数据拷贝），不会使用CPU。
数据拷贝进行了4次，用户态与内核态切换进行了3次。
NIO优化后
- 通过DirectByteBuf
- ByteBuffer.allocate(10)： HeapByteBuffer使用的还是Java内存
- ByteBuffer.allocateDirect(10)：DirectByteBuffer 使用的是操作系统内存（特点是：操作系统可以访问，用户也可以访问）
Java 使用了 DirectByteBuf 将对外内存映射到JVM内存来直接访问。读写过程中，减少了一次数据拷贝。但是内核态到用户态切换没有减少。
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linux 2.1 优化
Java中，channel调用transferTo和TransferFrom后，数据拷贝如图：
数据拷贝只在内核态完成，发生了三次数据拷贝。 -
linux 2.4
Java中，channel调用transferTo和TransferFrom后，数据拷贝如图：
数据拷贝只发生了两次，而内核缓冲区到socket缓冲区，只是拷贝了数据的length，offset等内容，速度极快。
真正的零拷贝，其实不是没有数据拷贝。只是没有将数据拷贝到JVM内存。