BIO与NIO,AIO 总结

1、前备知识：

1.1、同步与异步

  • 同步：同步就是系统发起一个调用后，被调用者未处理完请求之前，调用不返回。

  • 异步： 异步就是系统发起一个调用后，立刻得到被调用者的回应表示已接收到请求，但是被调用者并没有返回结果，此时我们可以处理其他的请求，被调用者通常依靠事件，回调等机制来通知调用者，返回结果。

同步和异步的最大的区别：如果是异步，调用者不需要等待处理结果，被调用者会通过回调等机制来通知调用者其返回结果。

1.2、阻塞和非阻塞

  • 阻塞： 阻塞就是发起一个请求，调用者一直等待请求结果返回，也就是当前线程会被挂起，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能继续。

  • 非阻塞： 非阻塞就是发起一个请求，调用者不用一直等着结果返回，继续做其他的操作。

2、BIO(一个连接一个线程)

2.1、前言

  • 一般来说，BIO是采用了一个独立的 Acceptor 线程负责监听客户端的连接，如果只有一个线程，接收到一个用户请求的时候，就会建立通信套接字，并在套接字上面进行读写操作，此时是不能再接收其他客户端的请求的，也就是会导致其他的请求被挂起(阻塞)

  • 想要解决这个问题，往往会采用多线程，一个线程对应一个请求，以此来打破每次只能处理一个请求的弊端。所以他要为每一个请求，都创建一个线程，处理完这个请求的事情后，线程销毁，这种模型叫做：一请求一应答通信模型。但是，线程的创建和销毁都特别耗费CPU的资源，如果并发量够高，系统很有可能因为无法荷载，从而导致宕(dang)机。

为了解决这个问题，引入了伪异步IO的概念。

2.2、伪异步IO

  • 伪异步IO采用了线程池，线程池可以有效的避免大量的线程被创建和销毁的问题，同时可以设置线程池的大小，让线程处于一个固定的范围内，从而系统不会出现宕机的问题，也可以处理多个用户的请求。

2.3、BIO的问题

但是他的底层还是BIO模型，不能从根本上解决问题。(线程被挂起的问题)，所以从jdk1.4开始，引入了NIO模型，也叫New IO 模型

3、NIO（一个请求一个线程）

在NIO模型中，引入了三个重要的概念----Channel , Selector，Buffer

3.1、NIO与IO的区别

3.1.1、Buffer(缓冲区)

  • IO是面向流的，NIO是面向Buffer的，Buffer是一个对象，他包含了一些要读入和写出的数据。

  • 老的IO方式，虽然也有buffer区，但是这个Buffer区只是一个流的包装类，其实所有的操作，都是直接操作的流。

  • NIO中所有的数据都是用缓冲区处理，NIO中不管是读，还是写操作，都是与Buffer(缓冲区)打交道

3.1.2、Channel(通道)

这是一个双向的通道，既可以读，也可以写。而IO只能进行读或者是写。无论是读还是写操作，channel通道都是与Buffer区进行交互，且实现了异步读写！（NIO是同步非阻塞，线程是同步的，但是在遇到读操作未完成，或者写操作未完成的时候，线程不会堵塞，后面的继续运行，进行写操作，或者读操作，异步读写！）

3.1.3、Selectors(选择器)

这是NIO独有的，IO要每个连接都对应一个线程。但是NIO把每个连接通过channel(连接通过Channel和selectors进行连接)，连接到Selectors上进行管理（一个selectors对应有多个Channel），他只需要使用一个线程，来管理多个通道，因此只需要较少的线程来管理这些请求，从而实现了多路复用。

3.1.4、非阻塞IO

正如上面所说的，IO的线程是阻塞的，NIO的线程是非阻塞的。

3.2、NIO问题

NIO虽然实现了同步不阻塞，但是他的线程还是同步的，在向系统发送操作指令的时候，虽然没有完成，也不会阻塞，但是他要经常向系统发送请求，询问操作是否完成，这样子也耗费了许多的资源。

其次，NIO的Selectors选择器，会轮番的对注册的通道进行轮询，查看是否有请求，这也耗费了许多资源

3、AIO(一个有效请求一个线程)

AIO俗称NIO2，在jdk1.7之后引入，它是异步的非阻塞IO模型。

异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程再进行后续的操作，这也就解决了NIO经常向系统询问操作是否完成的问题

AIO不常用，后面的希望有大神来补充~