BIO、NIO，AIO的区别

BIO、NIO，AIO的区别

BIO：阻塞IO

概念图示

同步并阻塞IO（传统阻塞型）服务器实现为一个连接一个线程，即客户端有请求服务端就需要启动一个线程，但是这个连接如果不做任何处理，就会浪费资源，如图所示：

代码实现

服务端：

package BIO;import java.InetSocketAddress;
import java.ServerSocket;
import java.Socket;public class Server {public static void main(String[] args)  throws Exception{ServerSocket socket = new ServerSocket();socket.bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888));while (true){//这里accept的时候会发送阻塞Socket s = socket.accept();new Thread(() ->{handle(s);}).start();}}static void handle(Socket socket){try {byte[] bytes = new byte[1024];//这里read的时候会阻塞int len = InputStream().read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));//这里write的时候会阻塞OutputStream().write(bytes,0,len);OutputStream().flush();}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}
}

客户端：

package BIO;import java.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception{Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream().write("Hello!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));OutputStream().flush();System.out.println("write over");byte[] bytes = new byte[1024];int len = InputStream().read(bytes);System.out.println(new String(bytes,0,len));socket.close();}
}

适用场景

适用于连接数目较小且固定的框架，对服务器资源要求高，并发局限于应用中，jdk1.4以前的唯一选择，程序简单。

从代码中我们可以知道，阻塞IO有很多的地方都会发送阻塞。

• 在服务端在执行accept()的时候，如果没有客户端连接，那么就会进入阻塞状态；
• 在服务端的执行代码中，getInputStream的read()和getOutputStream的write()方法执行的时候，也会发生阻塞。

NIO：同步非阻塞IO

概念图示

同步非阻塞IO，服务器实现模型为一个线程处理多个请求，即客户端发送的请求都会注册到多路复用器（selector）上，就相当于一个大管家，让后进行轮询，多重复用器轮询到有IO请求就处理但是不再另启动线程。

并且，selector轮询的时候，不仅会查看有没有客户端需要连接，而且会查看已经连接的通道，看看是否由数据需要传输等等，名副其实的管家。

如图所示：

1、单线程（Single Thread）模型：

2、多线程（Reactor模式）：

类似于我们java中的线程池，谁空闲谁去处理，就像Selector管家领着一帮工人，连接和读写交给不同线程去做。

代码实现

服务端

package NIO;import java.io.IOException;
import java.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception{//可以同时读也可以同时写ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1",8888));//设定阻塞为false，即非阻塞模型figureBlocking(false);System.out.println("Selector start");Selector selector = Selector.open();//轮询有没有客户端需要连接,对客户端连接最感兴趣ister(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);while (true){//阻塞方法，有一件事发生了才会处理selector.select();Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iterator = keys.iterator();while (iterator.hasNext()){SelectionKey key = ();ve();handle(key);}}}static void handle(SelectionKey key){if (key.isAcceptable()){try {ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) key.channel();SocketChannel sc = ssc.accept();sc.configureBlocking(false);sc.register(key.selector(),SelectionKey.OP_READ);}catch (IOException e){e.printStackTrace();}finally {}}else if (key.isReadable()){SocketChannel sc = null;try {sc = (SocketChannel) key.channel();ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(512);buffer.clear();int len = sc.read(buffer);if (len != -1){System.out.println(new String(buffer.array(),0,len));}ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.wrap("Hello!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));sc.write(writeBuffer);}catch (IOException e){e.printStackTrace();}finally {if (sc != null){try {sc.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}}}}}
}

适用场景

适用于连接数目多且连接较短（轻操作）的架构，比如：聊天服务器，弹幕系统，服务器之间通信等。jdk1.4之后开始，编程较为复杂。

AIO：异步非阻塞IO

又称为NIO的2.0版本，异步非阻塞IO，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的IO请求都是由OS先完成了再通知启动线程进行处理。

也就是说，NIO中，我们必须对客户端的请求进行轮询，方才可以进行我们的读写操作，实际上这样依旧浪费资源，能不能有中模式，让读写或者其他请求需要处理的时候，通知线程呢？

AIO就实现了这个功能。不再需要轮询，异步IO。

概念图示

再AIO的模型中，每当客户端请求连接的时候，操作系统就会通知一个类似于我们NIO中Selector管家的角色，让他进行也只是进行连接，至于后续的读写等操作，则依旧需要线程池中的”工人线程“去解决。

适用场景

适用于连接数量多且连接时间长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用os并发操作，编程复杂，jdk1.7之后支持。

Netty

Netty是对NIO进行了封装，并且封装成了AIO的模样，因为有时候AIO的效率不一定高于NIO。