JAVA中IO技術:BIO、NIO、AIO


1、同步異步、阻塞非阻塞概念  
       同步和異步是針對應用程序和內核的交互而言的。  阻塞和非阻塞是針對於進程在訪問數據的時候,根據IO操作的就緒狀態來采取的不同方式,說白了是一種讀取或者寫入操作函數的實現方式,阻塞方式下讀取或者寫入函數將一直等待,而非阻塞方式下,讀取或者寫入函數會立即返回一個狀態值。  

由上描述基本可以總結一句簡短的話,同步和異步是目的,阻塞和非阻塞是實現方式。
1 同步 指的是用戶進程觸發IO操作並等待或者輪詢的去查看IO操作是否就緒 自己上街買衣服,自己親自干這件事,別的事干不了。 
2 異步 異步是指用戶進程觸發IO操作以后便開始做自己的事情,而當IO操作已經完成的時候會得到IO完成的通知(異步的特點就是通知) 告訴朋友自己合適衣服的尺寸,大小,顏色,讓朋友委托去賣,然后自己可以去干別的事。(使用異步IO時,Java將IO讀寫委托給OS處理,需要將數據緩沖區地址和大小傳給OS) 
3 阻塞 所謂阻塞方式的意思是指, 當試圖對該文件描述符進行讀寫時, 如果當時沒有東西可讀,或者暫時不可寫, 程序就進入等待 狀態, 直到有東西可讀或者可寫為止 去公交站充值,發現這個時候,充值員不在(可能上廁所去了),然后我們就在這里等待,一直等到充值員回來為止。(當然現實社會,可不是這樣,但是在計算機里確實如此。) 
4 非阻塞 非阻塞狀態下, 如果沒有東西可讀, 或者不可寫, 讀寫函數馬上返回, 而不會等待, 銀行里取款辦業務時,領取一張小票,領取完后我們自己可以玩玩手機,或者與別人聊聊天,當輪我們時,銀行的喇叭會通知,這時候我們就可以去了。 

2、Java對BIO、NIO、AIO的支持:
Java BIO : 同步並阻塞,服務器實現模式為一個連接一個線程,即客戶端有連接請求時服務器端就需要啟動一個線程進行處理,如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷,當然可以通過線程池機制改善。
Java NIO : 同步非阻塞,服務器實現模式為一個請求一個線程,即客戶端發送的連接請求都會注冊到多路復用器上,多路復用器輪詢到連接有I/O請求時才啟動一個線程進行處理。
Java AIO(NIO.2) : 異步非阻塞,服務器實現模式為一個有效請求一個線程,客戶端的I/O請求都是由OS先完成了再通知服務器應用去啟動線程進行處理,

3、BIO、NIO、AIO適用場景分析:
BIO方式適用於連接數目比較小且固定的架構,這種方式對服務器資源要求比較高,並發局限於應用中,JDK1.4以前的唯一選擇,但程序直觀簡單易理解。
NIO方式適用於連接數目多且連接比較短(輕操作)的架構,比如聊天服務器,並發局限於應用中,編程比較復雜,JDK1.4開始支持。
AIO方式使用於連接數目多且連接比較長(重操作)的架構,比如相冊服務器,充分調用OS參與並發操作,編程比較復雜,JDK7開始支持。

另外,I/O屬於底層操作,需要操作系統支持,並發也需要操作系統的支持,所以性能方面不同操作系統差異會比較明顯。





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