Java BIO、NIO、AIO

先来一个例子理解一下概念

以你想吃一份宫保鸡丁盖饭为例:

  • 同步阻塞:你到饭馆点餐,然后在那等着,还要一边喊:好了没啊!

  • 同步非阻塞:在饭馆点完餐,就去遛狗了。不过溜一会儿,就回饭馆喊一声:好了没啊!

  • 异步阻塞:遛狗的时候,接到饭馆电话,说饭做好了,让您亲自去拿。

  • 异步非阻塞:饭馆打电话说,我们知道您的位置,一会给你送过来,安心遛狗就可以了。

概念解释

一个IO操作其实分成了两个步骤:发起IO请求和实际的IO操作。

  • 同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞,如果实际的IO读写阻塞请求进程,那么就是同步IO。

  • 阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步,发起IO请求是否会被阻塞,如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO,如果不阻塞,那么就是非阻塞IO。

  • 同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的,同步指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪。而异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情,而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知。

  • 而阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候,根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式,说白了是一种读取或者写入操作函数的实现方式,阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待,而非阻塞方式下,读取或者写入函数会立即返回一个状态值。

IO操作可以分为3类:同步阻塞(即早期的IO操作)、同步非阻塞(NIO)、异步(AIO)。

  • 同步阻塞(一直等):
    在此种方式下,用户进程在发起一个IO操作以后,必须等待IO操作的完成,只有当真正完成了IO操作以后,用户进程才能运行。JAVA传统的IO模型属于此种方式。

  • 同步非阻塞(离开,但是要一直询问):
    在此种方式下,用户进程发起一个IO操作以后边可返回做其它事情,但是用户进程需要时不时的询问IO操作是否就绪,这就要求用户进程不停的去询问,从而引入不必要的CPU资源浪费。其中目前JAVA的NIO就属于同步非阻塞IO。

  • 异步(离开,等待通知):
    此种方式下是指应用发起一个IO操作以后,不等待内核IO操作的完成,等内核完成IO操作以后会通知应用程序。”

Java对BIO、NIO、AIO的支持:

  • Java BIO : 同步并阻塞,服务器实现模式为一个连接一个线程,即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理,如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销,当然可以通过线程池机制改善。

  • Java NIO : 同步非阻塞,服务器实现模式为一个请求一个线程,即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

  • Java AIO(NIO.2) : 异步非阻塞,服务器实现模式为一个有效请求一个线程,客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理,

BIO、NIO、AIO适用场景分析:

  • 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,并发局限于应用中,JDK1.4以前的唯一选择,但程序直观简单易理解。

  • NIO方式适用于连接数目多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器,并发局限于应用中,编程比较复杂,JDK1.4开始支持。

  • AIO方式使用于连接数目多且连接比较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分调用OS参与并发操作,编程比较复杂,JDK7开始支持。

另外,I/O属于底层操作,需要操作系统支持,并发也需要操作系统的支持,所以性能方面不同操作系统差异会比较明显。

推荐阅读更多精彩内容

  • 欢迎访问我的博客:http://wangnan.tech 参考http://qindongliang.iteye....
    GhostStories阅读 1,038评论 1 26
  • NIO(Non-blocking I/O,在Java领域,也称为New I/O),是一种同步非阻塞的I/O模型,也...
    ideabuffer阅读 2,359评论 0 7
  • 姓名:周小蓬 16019110037 转载自:http://blog.csdn.net/u010154380/ar...
    aeytifiw阅读 349评论 0 1
  • 转自: http://www.jianshu.com/p/486b0965c296 http://www.jia...
    demop阅读 3,221评论 1 21
  • 我,只是一个普通人! 没有与系花的偶遇,没有什么可以让人能吹一辈子的牛逼,就是这样平平淡淡的大学生活。 生活像一杯...
    潇洒倜傥风流的公子哥阅读 69评论 2 1
  • 今天无意间看到一个帖子,名叫《你也是城市空巢青年吗?》。这项研究是针对二三十岁,独自在大城市打拼,有一份的还算体面...
    那个冬天没有雪阅读 177评论 0 0
  • 红尘易入难解,人情易欠难还。前世五百次回眸,换来今生的擦肩而过。一切的情不过是一段缘,一段难评好坏的缘。 佛曰:放...
    易清幽阅读 214评论 5 2