1.BIO、NIO和AIO

BIO(Blocking IO)

同步阻塞模型，一个客户端连接对应一个处理线程

缺点：

1、IO代码里read操作是阻塞操作，如果连接不做数据读写操作会导致线程阻塞，浪费资源

2、如果线程很多，会导致服务器线程太多，压力太大。

应用场景：BIO 方式适用于连接数目比较小且固定的架构， 这种方式对服务器资源要求比较高，但程序简单易理解。

 

 

NIO(Non Blocking IO)

同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程可以处理多个请求(连接)，客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器selector上，多路复用器轮询到连接有IO请求就进行处理。

I/O多路复用底层一般用的Linux API（select，poll，epoll）来实现，他们的区别如下表

 

应用场景：

NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作） 的架构， 比如聊天服务器， 弹幕系统， 服务器间通讯，编程比较复杂， JDK1.4 开始支持

 

NIO有三大核心组件，Channel、Buffer、Selector

 

1、channel 类似于流，每个 channel 对应一个 buffer缓冲区，buffer 底层就是个数组

2、channel 会注册到 selector 上，由 selector 根据 channel 读写事件的发生将其交由某个空闲的线程处理

3、selector 可以对应一个或多个线程

4、NIO 的 Buffer 和 channel 都是既可以读也可以写

 

NIO服务端程序详细分析：

1、创建一个 ServerSocketChannel 和 Selector ，并将 ServerSocketChannel 注册到 Selector 上

2、 selector 通过 select() 方法监听 channel 事件，当客户端连接时，selector 监听到连接事件， 获取到 ServerSocketChannel 注册时绑定的 selectionKey

3、selectionKey 通过 channel() 方法可以获取绑定的 ServerSocketChannel

4、ServerSocketChannel 通过 accept() 方法得到 SocketChannel

5、将 SocketChannel 注册到 Selector 上，关心 read 事件

6、注册后返回一个 SelectionKey, 会和该 SocketChannel 关联

7、selector 继续通过 select() 方法监听事件，当客户端发送数据给服务端，selector 监听到read事件，获取到 SocketChannel  注册时绑定的 selectionKey

8、selectionKey 通过 channel() 方法可以获取绑定的 socketChannel

9、将 socketChannel 里的数据读取出来

10、用 socketChannel 将服务端数据写回客户端

 

总结：NIO模型的selector 就像一个大总管，负责监听各种IO事件，然后转交给后端线程去处理NIO相对于BIO非阻塞的体现就在，BIO的后端线程需要阻塞等待客户端写数据(比如read方法)，如果客户端不写数据线程就要阻塞，NIO把等待客户端操作的事情交给了大总管 selector，selector 负责轮询所有已注册的客户端，发现有事件发生了才转交给后端线程处理，后端线程不需要做任何阻塞等待，直接处理客户端事件的数据即可，处理完马上结束，或返回线程池供其他客户端事件继续使用。还有就是 channel 的读写是非阻塞的。

 

 

AIO(NIO 2.0)

异步非阻塞， 由操作系统完成后回调通知服务端程序启动线程去处理， 一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用

应用场景：

AIO方式适用于连接数目多且连接比较长（重操作） 的架构，JDK7 开始支持

 

 

BIO、 NIO、 AIO 对比：

 

 

代码示例见码云： https://gitee.com/ex-huh001/netty.git