一、基礎知識
1、用戶程序進行IO的讀寫，依賴於底層的IO讀寫，基本上會用到底層的read&write兩大系統調用。
2、在不同的操作系統中，IO讀寫的系統調用的名稱可能不完全一樣，但是基本功能是一樣的。
3、read系統調用，並不是直接從物理設備把數據讀取到內存中；write系統調用，也不是直接把數據寫入到物理設備。
上層應用無論是調用操作系統的read，還是調用操作系統的write，都會涉及緩衝區。
4、調用操作系統的read，是把數據從內核緩衝區複製到進程緩衝區；而write系統調用，是把數據從進程緩衝區複製到內核緩衝區。
5、上層程序的IO操作，實際上不是物理設備級別的讀寫，而是緩存的複製。
6、read&write兩大系統調用，都不負責數據在內核緩衝區和物理設備（如磁盤）之間的交換，這項底層的讀寫交換，是由操作系統內核（Kernel）來完成的。
無論是Socket的IO、還是文件IO操作，都屬於上層應用的開發，它們的輸入（Input）和輸出（Output）的處理，在編程的流程上，都是一致的。
二、內核緩存區與進程緩衝區
1、爲什麼設置那麼多的緩衝區，爲什麼要那麼麻煩呢？
- 外部設備的直接讀寫，涉及操作系統的中斷。發生系統中斷時，需要保存之前的進程數據和狀態等信息，而結束中斷之後，還需要恢復之前的進程數據和狀態等信息。
- 爲了減少這種底層系統的時間損耗(頻繁地與設備之間的物理交換)、性能損耗，於是出現了內存緩衝區。
2、上層應用使用read系統調用時，僅僅把數據從內核緩衝區複製到上層應用的緩衝區（進程緩衝區）；上層應用使用write系統調用時，僅僅把數據從進程緩衝區複製到內核緩衝區中。底層操作會對內核緩衝區進行監控，等待緩衝區達到一定數量的時候，再進行IO設備的中斷處理，集中執行物理設備的實際IO操作，這種機制提升了系統的性能。
3、什麼時候中斷（讀中斷、寫中斷），由操作系統的內核來決定，用戶程序則不需要關心。
4、在Linux系統中，操作系統內核只有一個內核緩衝區。而每個用戶程序（進程），有自己獨立的緩衝區，叫作進程緩衝區。用戶程序的IO讀寫程序，在大多數情況下，並沒有進行實際的IO操作，而是在進程緩衝區和內核緩衝區之間直接進行數據的交換。
三、瞭解一下系統調用流程
1、用戶程序所使用的系統調用read&write。
- read把數據從內核緩衝區複製到進程緩衝區
- write把數據從進程緩衝區複製到內核緩衝區
2、Read 流程兩階段
- 等待數據準備好
- 從內核向進程複製數據
3、read一個socket(套接字)，具體處理流程：
- 等待數據從網絡中到達網卡。當所等待的分組到達時，被複制到內核中的某個緩衝區。這個工作由操作系統自動完成，用戶程序無感知。
- 把數據從內核緩衝區複製到應用進程緩衝區。
4、Java服務器端，完成一次socket請求和響應
- 客戶端請求：Linux通過網卡讀取客戶端的請求數據，將數據讀取到內核緩衝區。
- 獲取請求數據：Java服務器通過read系統調用，從Linux內核緩衝區讀取數據，再送入Java進程緩衝區。
- 服務器端業務處理：Java服務器在自己的用戶空間中處理客戶端的請求。
- 服務器端返回數據：Java服務器完成處理後，構建好的響應數據，將這些數據從用戶緩衝區寫入內核緩衝區。這裏用到的是write系統調用。
- 發送給客戶端：Linux內核通過網絡IO，將內核緩衝區中的數據寫入網卡，網卡通過底層的通信協議，會將數據發送給目標客戶端。