1 什么是零拷贝 zery-copy
2,为什么kafka中使用 zery-copy
3, 零拷贝技术实现方案有哪些？
4，mmap 与 sendfile 之间的区别
5， Reactor 三种线程模型
6,单个reactor，单个 reactor 多线程，主从reactor多线程
7， netty 线程模型原理
内存池 netty线程模型源码
传统的读取IO操作：
读操作：
1，应用程序发起读数据的操作，JVM会发起read()系统调用
2，这时候操作系统OS 会进行一次上下文切换（把用户空间切换到讷河空间）
3.通过磁盘控制器把数据copy到内核缓冲区内，这里就发生了一次DMA Copy
4， 然后内核将数据copy到用户空间的应用缓冲区内，发生了一次CPU Copy
5， read 调用返回后，会在进行一次上下文切换（内核空间切换到用户空间）
读操作发送两次数据拷贝、两次上下文的切换。
写操作
1、应用发起写操作，OS进行一次上下文切换（从用户空间切换为内核空间）
2、并且把数据copy到内核缓冲区Socket Buffer，做了一次CPU Copy
3、内核空间再把数据copy到磁盘或其他存储（网卡，进行网络传输），进行了DMA Copy
4、写入结束后返回，又从内核空间切换到用户空间
两次上下文切换 两次数据拷贝
也就是说 socket客户端与服务器端通讯可能会发生四次上下文切换 四次数据拷贝。
zero-copy 零拷贝：
1，减少cpu拷贝数据次数， 最好不要让我们的cpu拷贝数据
2，减少cpu上下文切换 用户与内核态之间的切换。
1，直接内存 使用dma控制器将本地硬盘的数据拷贝到内核态，可以减少一次数据拷贝。
传统IO为什么非常慢：
服务器下载文件：
1，从本地硬盘读取该文件;
2，在将该文件写入到网卡里；
用户与内核态之间的切换非常的频繁，效率很低。
步骤：
1，从本地硬盘读取该文件：
用户空间发出read 方法到内核态，内核态读取硬盘数据
用户态切换到内核态，使用dma技术将硬盘的数据拷贝到内核态
内核态读取到数据后，cpu从内核态将该数据拷贝到用户态。
上下文切换2次 cpu数据拷贝1次 dma数据拷贝一次，将该文件流缓存到用户空间
2，再将该文件写入到网卡中
用户发出write方法，将该数据写入到网卡中
用户态切换到内核态，使用cpu线程将该数据拷贝到内核态socket缓冲。
使用dma技术奖数据拷贝到网卡中。
内核态切换到用户态。
上下文切换2次 cpu数据拷贝1次 dma数据拷贝一次
得出结论： 服务器下载 上下文切换4次 cpu数据拷贝2次 dma数据拷贝2次
mmap与sendfile零拷贝原理：
MMAP+write
read() 系统调用的过程中会把内核缓冲区的数据拷贝到用户的缓冲区内，于是为了减少这一步的开销，我们可以使用mmap()替换read（）系统调用函数，
mmap()系统调用函数会直接把内核缓冲区里的数据（映射）到用户空间，这样，操作系统内核与用户空间就不需要再进行任何的数据拷贝工作。
可以减少一次 内核空间拷贝数据到用户空间，该方案也不是最理想的零拷贝实现方案。
Sendfile
LInux 内核 在2.1版本
可以直接把内核缓冲区里的数据拷贝到socket缓冲区里，不在拷贝到用户态，这样就只有2次上下文切换，和3次数据拷贝 ，但是这还不是真正的零拷贝技术
Linux 内核 在2.4版本
sendfile() 系统调用的过程发生了点变化
MA控制器就可以直接将内核缓冲区的数据拷贝到网卡的缓冲区内，此过程不需要将数据从操作系统内核缓冲区拷贝到socket 缓冲区中，这样就减少了一次数据拷贝；这就是所谓的零拷贝（Zero-copy）技术：
因为我们没有在内存层面去拷贝数据，也就是说全程没有通过CPu 来搬运数据，所以的数据都是通过DMA来进行运输，总体来看可以吧文件传输的性能提高至少一倍以上。
零拷贝应用场景
1,kafka
2,Nginx
3,Spark
netty线程模型
事件驱动：
可以处理一个或者多个输入源（one or more inputs）
通过Service Handler 同步的将输入事件(Event
)采用多路复用分发给相应的Request handler（多个）处理。
单线程模型（单Reactor单线程）
多线程模型： （单Reactor 多线程）
主从多线程模型：（多Reactor 多线程）
传统的IO 模型
单Reactor 单线程。
有操作都在同一个NIO线程处理，在这个单线程中要负责接收请求，处理IO，编解码所有操作，相当于一个饭馆只有一个人，同时负责前台和后台服务，效率低。
- 一个NIO线程同时处理成百上千的连接，性能上无法支撑，即便NIO线程的CPU负荷达到100%，也无法满足海量消息的编码、解码、读取和发送。
2.当NIO线程负载过重之后，处理速度将变慢，这会导致大量客户端连接超时，超时之后往往会进行重发，这更加重了NIO线程的负载，最终会导致大量消息积压和处理超时，成为系统的性能瓶颈。
3.可靠性问题：一旦NIO线程意外跑飞，或者进入死循环，会导致整个系统通信模块不可用，不能接收和处理外部消息，造成节点故障。
使用场景：客户端发送连接数量有限，且业务线程处理时间非常快 可以使用单个线程维护多个不同连接 ，代表有Redis。
Netty相关代码
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
优点：
不需要上下文切换，不存在线程安全的问题
缺点：、1，只有一个线程处理，无法发挥cpu多核的效率
2，如果请求较多的情况下容易遇到瓶颈，
3，如果某种意外的情况下因线程终止了，导致整个系统木块无法使用
适用于客户端连接数量有一定的限制，业务处理时间非常快
单Reactor 多线程
相当于一个饭馆有一个前台负责接待，有很多服务员去做后面的工作，这样效率就比单线程模型提高很多。
1.由一个Reactor线程-Acceptor线程用于监听服务端，接收客户端连接请求；
2.网络I/O操作读、写等由Reactor线程池负责处理；
3.一个Reactor线程可同时处理多条链路，但一条链路只能对应一个Reactor线程，这样可避免并发操作问题；
4.绝大多数场景下，Reactor多线程模型都可以满足性能需求，但是，在极个别特殊场景中，一个Reactor线程负责监听和处理所有的客户端连接可能会存在性能问题。例如并发百万客户端连接，或者服务端需要对客户端握手进行安全认证，但是认证本身非常损耗性能。因此，诞生了第三种线程模型；
Netty设置相关代码
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
创建一个线程的bossGroup 线程组，这个线程负责处理客户端的连接请求，而workerGroup 默认使用处理器个数*2的线程数量来处理I/o操作这就是相当于Reactor的多线程模型
优点：
可以充分利用多线程多核处理能力，处理效率比单线程快
缺点：
对线程之间访问数据，有可能遇到线程安全问题。
REactor 主从模型：
多线程模型的缺点在于并发量很高的情况下，只有一个REactor 单线程去处理是来不及的，就像饭馆只有一个前台接待很多客人也是不够的。‘为此需要使用主从线程模型。
主从线程模型： 一个线程池接收请求，一组线程池处理IO
1，服务端使用一个独立的主Reactor 线程池来处理客户端连接，党服务端收到连接请求时，从主线程池里随机选择有个Reactor 线程池来处理客户端的连接
2，链路建立成功后，将新创建的SocketChannel 注册到sub reactor 线程池的某个Reactor 线程上，由他处理后续的I/o操作。
1，mainReactor 负责监听 server socket ，用来处理新连接的建立。将建立的socketChannel 指定给注册给subreactor
2.subReactor维护自己的selector, 基于mainReactor 注册的socketChannel多路分离IO读写事件，读写网 络数据，对业务处理的功能，另其扔给worker线程池来完成。
通俗易懂理解为：mainReactor为老板、只负责接口、subReactor负责前台接待
也就是多个前台接待。
比起多线程单 Rector 模型，它是将 Reactor 分成两部分，mainReactor 负责监听并 Accept新连接，然后将建立的 socket 通过多路复用器（Acceptor）分派给subReactor。subReactor 负责多路分离已连接的 socket，读写网络数据；业务处理功能，其交给 worker 线程池完成。通常，subReactor 个数上可与 CPU 个数等同。
Netty线程模型
1.创建服务端的时候实例化了 2 个 EventLoopGroup。bossGroup 线程组实际就是 Acceptor 线程池，负责处理客户端的 TCP 连接请求。workerGroup 是真正负责 I/O 读写操作的线程组。通过这里能够知道 Netty 是多 Reactor 模型。
2.ServerBootstrap 类是 Netty 用于启动 NIO 的辅助类，能够方便开发。通过 group 方法将线程组传递到 ServerBootstrap 中，设置 Channel 为 NioServerSocketChannel，接着设置 NioServerSocketChannel 的 TCP 参数，最后绑定 I/O 事件处理类 ChildChannelHandler。
辅助类完成配置之后调用 bind 方法绑定监听端口，Netty 返回 ChannelFuture，f.channel().closeFuture().sync() 对同步阻塞的获取结果。
3.调用线程组 shutdownGracefully 优雅推出，释放资源。