NIO、BIO、AIO、同步異步、阻塞非阻塞傻傻分不清楚?

2021-01-19 探險家之指路明燈

阻塞與非阻塞

阻塞和非阻塞操作是針對發起的IO請求操作後是否立刻返回一個標誌信息而不讓請求線程等待，當數據準備未完成時，請求線程的狀態：

阻塞：往往需要等待緩衝區中的數據準備好過後才處理其他的事情，否則一直等待在那裡。

非阻塞：無論數據是否準備好，都會直接返回。

阻塞IO

非阻塞IO

同步與異步

同步與異步是基於應用程式和作業系統處理IO事件所採用的方式：

同步：應用程式要直接參與IO讀寫的操作。

異步：所有的IO操作交給作業系統去處理，應用程式只需要等待通知。

異步相比較於同步帶來的直接好處就是在我們處理IO數據的時候，異步的方式我們可以把這部分等待所消耗的資源用於處理其他事務，提升我們服務自身的性能。

同步IO

異步IO

NIO與BIO的區別總結

NIOBIO基於緩衝區( Buffer )基於流( Stream )非阻塞 IO阻塞 IO選擇器( Selector )無

BIO

Blocking IO，是同步阻塞的IO模型，傳統的IO【java.io包】就是這種模型。

BIO面向字節流或字符流，以流的方式順序地處理一個或多個字節。

BIO的IO操作是阻塞式的：當一個線程調用read()或write()時，該線程被阻塞，直到有一些數據被讀取，或數據完全寫入。該線程在此期間不能再幹任何事情了。

採用BIO形式的網絡通信，伺服器端啟動一個ServerSocket，客戶端需要啟動Socket來進行一對一連接，如果客戶端有多個客戶端請求，當其中一個客戶端線程連接成功後，其他的將會阻塞。如果需要實現服務端同時處理多個客戶端線程，必然需要伺服器端開啟多線程與之對應，這樣就會導致如果客戶端請求過多，伺服器線程開闢過多導致系統崩潰。

NIO

NIO是Java1.4引入的，相對於傳統的IO來說，N可以代表New的意思，表示新IO，但更為具體的理解是Non-blocking的意思，是一種同步非阻塞的IO模型。它提供了Buffer，Channel，Selector三大組件。

同步與非阻塞怎麼理解，是否矛盾？非阻塞體現在：用戶程序發起IO操作請求後不等待數據，而是調用會立即返回一個標誌信息告知條件不滿足，數據未準備好，用戶請求程序繼續執行其他任務。執行完其他任務，用戶程序會主動輪詢查看IO操作條件是否滿足，如果滿足，則用戶程序親自參與拷貝數據動作，這是同步的過程。

NIO支持面向Buffer，基於Channel的IO操作，任何數據在Buffer中進行處理，且能夠任意改變操作位置，處理靈活。

NIO的IO操作可以是非阻塞的：當一個線程執行從Channel讀取數據的IO操作時，如果有數據，則返回數據；如果沒數據，不需要阻塞，而是可以直接返回。

NIO實現非阻塞IO的其中關鍵組件之一就是Selector，可以註冊多個Channel到一個Selector中。Selector可以不斷執行select操作，判斷這些註冊的Channel是否有已就緒的IO事件，如可讀，可寫，網絡連接已完成等。一個線程通過使用一個Selector管理多個Channel。

NIO就是一個線程負責所有請求連接但不處理IO操作，該線程只負責把連接註冊到多路復用器上，多用復用器輪詢到連接有IO請求時候再啟動其它線程處理IO請求操作，實現一個線程或少量線程就可以對應眾多的客戶端線程。

AIO是啥？

JDK1.7中，java.nio.channels包下增加了多個異步通道，是NIO的升級版本，實現AIO AsynchronousIO的異步非阻塞IO模型。

非阻塞前面已經解釋過了，異步指的就是數據拷貝階段完全由作業系統處理，而應用程式只需要等待通知即可。

總結

同步與異步的區別在於數據拷貝階段是否需要完全由作業系統處理。阻塞和非阻塞操作是針對發起的IO請求操作後是否立刻返回一個標誌信息而不讓請求線程等待。BIO是同步阻塞式的IO模型，面向流操作，保證順序，如JDK1.4之前的傳統IO操作。NIO是同步非阻塞式的IO模型，面向緩衝區，提供Channel，Buffer，Selector等抽象，如JDK1.4引入的IO操作。AIO是異步非阻塞式的IO模型，如JDK1.7引入的IO操作。原文連結：https://www.cnblogs.com/summerday152/p/14223272.html

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