一、什么是拷贝
之前有一篇文章说过拷贝：
- 广义上讲就是任何数据复制，但是在Linux系统中比较特殊，这里的概念比较狭义，物理内存之间的数据复制才叫拷贝
- IO设备、Input 、DMA（Direct Memory Access）与其他设备之间的数据复制不能称为拷贝
为什么要着重强调这个概念呢？
因为很多博客中讲sendfile、mmap，多次拷贝的时候出现了描述矛盾的问题。
二、BufferedOutputStream/BufferedInputStream 传统拷贝
使用缓存，默认大小为8K，主要可以减少内核态与用户态的切换导致的性能损耗
传统IO拷贝
整个过程经过2次CPU拷贝，DMA（Direct Memory Access） 的拷贝是输入输出IO，因此这里我们不能算作拷贝。
上图中，上半部分表示用户态和内核态的上下文切换。下半部分表示数据复制操作。下面说说他们的步骤：
- read 调用导致用户态到内核态的一次变化，同时，第一次复制开始：DMA（Direct Memory Access，直接内存存取，即不使用 CPU 拷贝数据到内存，而是 DMA 引擎传输数据到内存，用于解放 CPU） 引擎从磁盘读取 index.html 文件，并将数据放入到内核缓冲区。
- 发生第二次数据拷贝，即：将内核缓冲区的数据拷贝到用户缓冲区，同时，发生了一次用内核态到用户态的上下文切换。
- 发生第三次数据拷贝，我们调用 write 方法，系统将用户缓冲区的数据拷贝到 Socket 缓冲区。此时，又发生了一次用户态到内核态的上下文切换。
- 第四次拷贝，数据异步的从 Socket 缓冲区，使用 DMA 引擎拷贝到网络协议引擎。这一段，不需要进行上下文切换。
- write 方法返回，再次从内核态切换到用户态。
二、FileChannel 拷贝
- transformFrom
- transformTo
内部同时支持两种拷贝
Android 6.0包括6.0之前的的版本，如果是一般拷贝，通过的是mmap
Android 7.0 之后的版本，默认选择sendfile，sendfile无法支持时使用mmap
同样，这两个种实现在Android 6.0也是支持的
android.system.Os提供了native相关接口
mmap拷贝
mmap 通过内存映射，将文件映射到内核缓冲区，同时，用户空间可以共享内核空间的数据。这样，在进行网络传输时，就可以减少内核空间到用户空间的拷贝次数。如下图：
上图CPU之间只出现了一次拷贝
如上图，user buffer 和 kernel buffer 共享内存。如果你想把硬盘的文件传输到网络中，再也不用拷贝到用户空间，再从用户空间拷贝到 Socket 缓冲区。
现在，你只需要从内核缓冲区拷贝到 Socket 缓冲区即可，这将减少一次内存拷贝（从 4 次变成了 3 次），但不减少上下文切换次数。
sendfile 零拷贝
那么，我们还能继续优化吗？ Linux 2.1 版本 提供了 sendFile 函数，其基本原理如下：数据根本不经过用户态，直接从内核缓冲区进入到 Socket Buffer，同时，由于和用户态完全无关，就减少了一次上下文切换。
Linux 2.1 sendfile仍然是1次拷贝，因为Socket Buffer也在内存区域
如上图，我们进行 sendFile 系统调用时，数据被 DMA 引擎从文件复制到内核缓冲区，然后调用 write 方法时，从内核缓冲区进入到 Socket，这时，是没有上下文切换的，因为都在内核空间。
最后，数据从 Socket 缓冲区进入到协议栈。此时，数据经过了 3 次拷贝，3 次上下文切换。那么，还能不能再继续优化呢？ 例如直接从内核缓冲区拷贝到网络协议栈？
实际上，Linux 在 2.4 版本中，做了一些修改，避免了从内核缓冲区拷贝到 Socket buffer 的操作，直接拷贝到协议栈，从而再一次减少了数据拷贝。具体如下图：
现在，index.html 要从文件进入到网络协议栈，只需 2 次拷贝：第一次使用 DMA 引擎从文件拷贝到内核缓冲区，第二次从内核缓冲区将数据拷贝到网络协议栈；内核缓存区只会拷贝一些 offset 和 length 信息到 SocketBuffer，基本无消耗。
等一下，不是说零拷贝吗？为什么还是要 2 次拷贝？
首先我们说零拷贝，是从操作系统的角度来说的，只有内存间的拷贝叫做拷贝。因为内核缓冲区之间，没有数据是重复的（只有 kernel buffer 有一份数据，sendFile 2.1 版本实际上有 2 份数据，算不上零拷贝）。例如我们刚开始的例子，内核缓存区和 Socket 缓冲区的数据就是重复的。
而零拷贝不仅仅带来更少的数据复制，还能带来其他的性能优势，例如更少的上下文切换，更少的 CPU 缓存伪共享以及无 CPU 校验和计算。
再稍微讲讲 mmap 和 sendFile 的区别。
- mmap 适合小数据量读写，sendFile 适合大文件传输。
- mmap 需要 4 次上下文切换，3 次数据拷贝；sendFile 需要 3 次上下文切换，最少 2 次数据拷贝。
- sendFile 可以利用 DMA 方式，减少 CPU 拷贝，mmap 则不能（必须从内核拷贝到 Socket 缓冲区）。
四、rename拷贝
File rename可以实现最快的拷贝，因为他的实现方式是修改系统文件目录链接完成，但是在android中，此方法存在限制
限制：Cross Device link ，不允许跨设备link，所谓跨设备，更严格的是不准跨根目录拷贝
