大数据基础加强阶段2之IO 通信模型

【郑州校区】大数据基础加强阶段2之IO 通信模型

网络通信的本质是网络间的数据 IO。只要有 IO，就会有阻塞或非阻塞的问题，无论这个 IO 是网络的，还是硬盘的。原因在于程序是运行在系统之上的，任何形式的 IO 操作发起都需要系统的支持。

 

5.1 ． BIO（阻塞模式）

 

BIO 即 blocking IO,是一种阻塞式的 IO。

jdk1.4 版本之前 Socket 即 BIO 模式。

BIO 的问题在于 accept()、read()的操作点都是被阻塞的。

服务器线程发起一个 accept 动作，询问操作系统是否有新的 socket 信息从端口 X 发送过来。注意，是询问操作系统。如果操作系统没有发现有 socket 从指定的端口 X 来，那么操作系统就会等待。这样 serverSocket.accept()方法就会一直等待。这就是为什么 accept()方法为什么会阻塞。

如果想让 BIO 同时处理多个客户端请求，就必须使用多线程，即每次 accept 阻塞等待来自客户端请求，一旦收到连接请求就建立通信，同时开启一个新的线程来处理这个套接字的数据读写请求，然后立刻又继续 accept 等待其他客户端连接请求，即为每一个客户端连接请求都创建一个线程来单独处理。

5.2 ． NIO（非阻塞模式）

 

NIO 即 non-blocking IO,是一种非阻塞式的 IO。jdk1.4 之后提供。

NIO 三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector（选择器）。

Buffer：容器对象，包含一些要写入或者读出的数据。在 NIO 库，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的；在写入数据时， 也是写入到缓冲区中。任何时候访问 NIO 中的数据，都是通过缓冲区进行操作。

Channel：通道对象，对数据的读取和写入要通过 Channel，它就像水管一样。通道不同于流的地方就是通道是双向的，可以用于读、写和同时读写操作。

Channel 不会直接处理字节数据，而是通过 Buffer 对象来处理数据。

Selector：多路复用器，选择器。提供选择已经就绪的任务的能力。Selector 会不断轮询注册在其上的 Channel，如果某个 Channel 上面发生读或者写事件， 这个 Channel 就处于就绪状态，会被 Selector 轮询出来，进行后续的 I/O 操作。这样服务器只需要一两个线程就可以进行多客户端通信。

 
5.3 ． 阻塞/非阻塞、同步/非同步

阻塞 IO 和非阻塞 IO 这两个概念是程序级别的。主要描述的是程序请求操作

系统 IO 操作后，如果 IO 资源没有准备好，那么程序该如何处理的问题：前者等待；后者继续执行（并且使用线程一直轮询，直到有 IO 资源准备好了）。
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同步 IO 和非同步 IO，这两个概念是操作系统级别的。主要描述的是操作系统在收到程序请求 IO 操作后，如果 IO 资源没有准备好，该如何响应程序的问题：前者不响应，直到 IO 资源准备好以后；后者返回一个标记（好让程序和自己知道以后的数据往哪里通知），当 IO 资源准备好以后，再用事件机制返回给程序。