关于I/O模型及javaNIO相关概念笔记

提到I/O模型，会有几个概念：

 

• 阻塞I/O
• 非阻塞I/O
• 同步I/O
• 异步I/O

这里会有四种组合：

 

• 同步阻塞I/O
• 同步非阻塞I/O
• 异步阻塞I/O
• 异步非阻塞I/O

在解释这些概念之前首先需要先明确一些问题。

 

1. 对于I/O操作一共参与方除了《应用程序》，《I/O对象，比如file，socket》，还有《操作系统》

在这里需要说明操作系统扮演着很重要的元素。因为很多种实现中需要操作系统作为“中介方”-提供服务。

 

1. 不同操作系统在扮演“中介方”的具体实现上可能有些不同，但是并不影响上述概念。

 

一个应用发出了一次I/O操作后（read/write），其实接下去有两件事情需要注意：

 

1. 由谁去检查是否可以进行操作了
2. 在发出操作至确认可以去操作的那段时间中应用可以做什么

OK，到这里就比较清楚了。

第一个问题，其实就是表明了该套系统是同步还是异步的。

• 如果是应用自己负责去检查（通常是轮训）则是同步的。
• 而如果是系统负责通知（多路复用，信号驱动）则是异步的。

在参考帖子里看到一个比喻，我觉得很合适，便是去银行办业务，排队。如果没有任何机制，用户（应用）需要不断的去观察队伍是不是空了，可以进行业务操作了（I/O操作），虽然这时还可以进行其他操作（这个就是非阻塞了），但是可想而知这个效率了。

实际上，银行提供了一个号码纸。当轮到指定用户后，银行会广播通知（这个其实就是多路复用）或者直接通知那个指定的用户（信号驱动），这样便是异步的。在采用这种机制的系统中，应用便从监视中解放了出来，可以去做其他事情。此时应用就是非阻塞的，但是应用仍然可以采用阻塞模式。

第二个问题，就是判断是否是阻塞操作的

在同步I/O中，如果既要负责是否可以操作，又要去做其他事情，这边是非阻塞模式，但通常效率很低，所以一般都是阻塞线程了。

对于异步I/O中，通常应用在发出需要I/O操作后，有系统负责通知应用是否可以进行操作了。所以应用肯定是可以去做其他事情的，也就是非阻塞的。但是应用可以选择工作在阻塞模式下。

总结一下：

同步模式下：由于应用需要检查是否可以进行操作，是否往往就是阻塞的。

异步模式下：由于检查是否可以进行操作有系统负责了，所以应用便可以选择是在阻塞还是飞阻塞模式下工作了。

 

这里一个关键问题是系统是如何负责通知应用的，这个与操作系统底层有比较紧密的联系。比如linux提供select和epoll函数，及信号量机制。但是这些还不是真正的异步。

 

而接下来，无论是linxu还是windows都会支持真正的异步模式，对于java这个特性需要jdk7才能够支持了。

 

 

 

 

参考帖子：

http://blog.youkuaiyun.com/kangojian/archive/2010/07/03/5710977.aspx

http://www.iteye.com/topic/868702#1847693

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/