IO模型详解

IO模型详解

IO模型：就是用什么样的通道进行数据的发送和接受，Java支持3种网络编程IO模式。

第一种:

BIO(Blocking IO)

同步阻塞模型，一个客户端连接对应一个处理线程。

BIO模型图：

 

 优点：

程序简单，易于理解。

 缺点：

1.IO代码里面的accept *** 作是阻塞 *** 作，如果没有客户端连接，则会线程阻塞，浪费资源。

2.IO代码里面的read *** 作是阻塞 *** 作，如果连接的客户端一直没发送数据，则会线程阻塞，浪费资源。

3.如果线程很多，会造成服务器线程很多，压力很大，像c10k问题。

应用场景：

BIO 方式适用于连接数目比较小且固定的场景。

第二种：

NIO（Non Blocking IO）

同步非阻塞模型，服务器实现模式为一个线程可以处理多个请求，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。

NIO模型图：

 

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

NIO流程：

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，将事件处理交给了 *** 作系统内核( *** 作系统中断程序实现)，大大提高了效率。

优点：

并发性高。

缺点：

程序的处理和处理IO相比更加复杂。

应用场景：

NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻 *** 作）的场景， 比如聊天服务器， d幕系统， 服务器间通讯。

第三种：

AIO（NIO 2.0）

异步非阻塞， 由 *** 作系统完成后回调通知服务端程序启动线程去处理， 一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用。

AIO模型图：

优点： 

并发性高、CPU利用率高、线程利用率高。

缺点：

不适合连接数目少且连接比较短的场景。

应用场景：

AIO方式适用于连接数目多且连接比较长(重 *** 作)的场景。

三种IO模型对比：