NIO学习记录及图解

IO学习笔记 IO模型

IO模型就是说用什么样的通道进行数据的发送和接收，Java共支持3种网络编程IO模式：BIO，NIO，AIO

BIO(Blocking IO)
同步阻塞模型，一个客户端连接对应一个处理线程。

缺点：
1、IO代码里read *** 作是阻塞 *** 作，如果连接不做数据读写 *** 作会导致线程阻塞，浪费资源
2、如果线程很多，会导致服务器线程太多，压力太大

应用场景：
BIO 方式适用于连接数目比较小且固定的架构， 这种方式对服务器资源要求比较高， 但程序简单易理解。

NIO(Non Blocking IO)
同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程可以处理多个请求(连接)，客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器selector上，多路复用器轮询到连接有IO请求就进行处理，JDK1.4开始引入。

JDK1.4版本：
用linux的内核函数select()或poll()来实现，跟上面的NioServer代码类似，selector每次都会轮询所有的sockchannel看下哪个channel有读写事件，有的话就处理，没有就继续遍历（全量遍历）

JDK1.5版本：
引入了epoll基于事件响应机制来优化NIO（事件监听， *** 作系统注册函数回调）

NIO 有三大核心组件： Channel(通道)， Buffer(缓冲区)，Selector(多路复用器)
1、channel 类似于流，每个 channel 对应一个 buffer缓冲区，buffer 底层就是个数组
2、channel 会注册到 selector 上，由 selector 根据 channel 读写事件的发生将其交由某个空闲的线程处理
3、NIO 的 Buffer 和 channel 都是既可以读也可以写

select，poll，epoll方式对比：

方式	select	poll	epoll
*** 作方式	循环遍历	循环遍历	事件监听， *** 作系统回调
底层实现	数组	链表	哈希表
IO效率	O(n)	O(n)	有IO事件就绪系统注册函数就会回调，O(1)
最大链接	有上限（默认1024）	无上限	无上限

底层实现：

Selector.open() //创建多路复用器
socketChannel.register() //将channel注册到多路复用器上
selector.select() //阻塞等待需要处理的事件发生

epollSelector调用链路：

总结：
NIO整个调用流程就是Java调用了 *** 作系统的内核函数来创建Socket，获取到Socket的文件描述符，再创建一个Selector对象，对应 *** 作系统的Epoll描述符，将获取到的Socket连接的文件描述符的事件绑定到Selector对应的Epoll文件描述符上，进行事件的异步通知，这样就实现了使用一条线程，并且不需要太多的无效的遍历，将事件理交给了 *** 作系统内核( *** 作系统中断程序实现)，大大提高了效率。