简介
DMA 是一种外设绕开CPU独立直接访问内存的机制，零拷贝是一种绕开CPU 进行用户态和内核态之间数据拷贝的技术，包括mmap+write、sendfile、sendfile+DMA收集、splice等。
零拷贝
把文件内容发送到网络。这个过程发生在用户空间，文件和网络socket属于硬件资源，读取磁盘或者操作网卡都由操作系统内核完成。在操作系统内部，整个过程为:
在Linux Kernal 2.2之后出现了一种叫做“零拷贝(zero-copy)”系统调用机制，就是跳过“用户缓冲区”的拷贝，建立一个磁盘空间和内存空间的直接映射，数据不再复制到“用户态缓冲区”，系统上下文切换减少2次，可以提升一倍性能。
如果网卡支持 SG-DMA（The Scatter-Gather Direct Memory Access）技术，还可以再去除 Socket 缓冲区的拷贝，这样一共只有 2 次内存拷贝。
用户态与内核态切换有什么代价呢？
用户态的程序只能通过调用系统提供的API/系统调用来申请并使用资源，比如有个read 系统调用 用户态程序不能直接调用read，而是要systemcall read系统调用号。为了避免用户态程序绕过操作系统，直接执行对于硬件的控制和操作，操作系统利用CPU所提供的特权机制，封锁一些指令，并且将内存地址进行虚拟化（Ring 3无法执行一些指令，访问一些地址），使得存储有关键数据（比如IO映射）的部分物理内存无法从用户态进程进行访问。PS: 就好像你永远只能给运维提交工单，而不能直接操作一样。
我们的应用程序运行在 Ring 3（我们通常叫用户态，cpu的状态），而操作系统内核运行在 Ring 0（我们通常叫内核态）。所以一次中断调用，不只是“函数调用”，更重要的是改变了执行权限，从用户态跃迁到了内核态。
Understanding User and Kernel Mode
- 在操作系统中，In Kernel mode, the executing code has complete and unrestricted access to the underlying hardware. It can execute any CPU instruction and reference any memory address. 而用户态可以访问的指令和地址空间是受限的
- 用户态和内核态的切换通常涉及到内存的复制，比如内核态read 得到的数据返回给 用户态，因为用户态访问不了内核态的read 返回数据。
- jvm 则再插一腿，因为jvm 数据不仅在用户态，jvm 还希望数据是由jvm heap管理，所以对于read 操作来讲，数据从内核态 ==> 用户态 ==> jvm heap 经历了两次复制，netty 中允许使用堆外内存（对于linux来说，jvm heap和堆外内存都在进程的堆内存之内） 减少一次复制
- linux 和jvm 都可以使用 mmap来减少用户态和内核态的内存复制，但一是应用场景有限，二是代码复杂度提升了好多。