BIO、NIO、AIO區別與聯系


IO的處理過程:

 

 

 該模式下每個請求都會創建一個線程,有點事穩定,適合連接數目小且固定架構。缺點是對性能開銷大,不適合高並發場景。

為解決這一問題JAVA在1.4之后增加了NIO,該模式基於多路復用選擇器監測連接狀態再通知線程處理,從而達到非阻塞的目的,比傳統的BIO能更好的支持並發性能。

同步阻塞IO(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。 

同步非阻塞IO(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。用戶進程也需要時不時的詢問IO操作是否就緒,這就要求用戶進程不停的去詢問。 

異步阻塞IO(Java NIO):  
  
此種方式下是指應用發起一個IO操作以后,不等待內核IO操作的完成,等內核完成IO操作以后會通知應用程序,這其實就是同步和異步最關鍵的區別,同步必須等待或者主動的去詢問IO是否完成,那么為什么說是阻塞的呢?因為此時是通過select系統調用來完成的,而select函數本身的實現方式是阻塞的,而采用select函數有個好處就是它可以同時監聽多個文件句柄(如果從UNP的角度看,select屬於同步操作。因為select之后,進程還需要讀寫數據),從而提高系統的並發性!  

(Java AIO(NIO.2))異步非阻塞IO:  
  
在此種模式下,用戶進程只需要發起一個IO操作然后立即返回,等IO操作真正的完成以后,應用程序會得到IO操作完成的通知,此時用戶進程只需要對數據進行處理就好了,不需要進行實際的IO讀寫操作,因為真正的IO讀取或者寫入操作已經由內核完成了。    

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。 


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