Java NIO与Java BIO的区别

1.什么是Java NIO?
同步非阻塞io模式,拿烧开水来说,NIO的做法是叫一个线程不断的轮询每个水壶的状态,看看是否有水壶的状态发生了改变,从而进行下一步的操作。
Java NIO有三大组成部分:Buffer,Channel,Selector,通过事件驱动模式实现了什么时候有数据可读的问题。
Channel:相当于IO操作的载体,相当于一个硬件设备,一个文件,一个socket或是区别程序中的不同IO操作,如read,write。
channel类似流,但又有些不同:
既可以从通道中读取数据,又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的。
通道可以异步地读写。
通道中的数据总是要先读到一个Buffer,或者总是要从一个Buffer中写入。

Buffer:用于和NIO通道进行交互。如你所知,数据是从通道读入缓冲区,从缓冲区写入到通道中的。
缓冲区本质上是一块可以写入数据,然后可以从中读取数据的内存。这块内存被包装成NIO Buffer对象,并提供了一组方法,用来方便的访问该块内存。
channel 和 buffer 之间的交互如下:


CHANNEL BUFFER.png

Selector:Selector(选择器)是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道,通道将关心的事件注册到selector 上,selector能够知晓通道是否为这些事件诸如读写事件做好数据准备。这样,一个单独的线程可以管理多个channel,从而管理多个网络连接。


selector工作模式.png

2.什么是Java BIO?
同步阻塞IO模式,数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。这里使用那个经典的烧开水例子,这里假设一个烧开水的场景,有一排水壶在烧开水,BIO的工作模式就是, 叫一个线程停留在一个水壶那,直到这个水壶烧开,才去处理下一个水壶。但是实际上线程在等待水壶烧开的时间段什么都没有做。不知道io操作中什么时候有数据可读,所以一直是阻塞的模式。
3.区别及应用
主要区别如下:

nio与bio区别.png

两种模式的差异对比:
首先,线程是较为重量级的资源。bio当并发量大,而后端服务或客户端处理数据慢时就会产生产生大量线程处于等待中,即上述的阻塞,是非常严重的资源浪费。此外,线程的切换也会导致cpu资源的浪费,单机内存限制也无法过多的线程,只能单向以流的形式读取数据。

bio工作模式.png

nio使用单线程或者只使用少量的多线程,多个连接共用一个线程,消耗的线程资源会大幅减小。并且当处于等待(没有事件)的时候线程资源可以释放出来处理别的请求,通过事件驱动模型当有accept/read/write等事件发生后通知(唤醒)主线程分配资源来处理相关事件。以buffer缓冲区的形式处理数据,处理更为方便。


nio工作模式.png

nio server demo:

Selector selector = Selector.open();  
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();  
ssc.configureBlocking(false);  
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(port));  
  
ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  
  
while (true) {  
  
    // select()阻塞,等待有事件发生唤醒  
    int selected = selector.select();  
  
    if (selected > 0) {  
        Iterator<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys().iterator();  
        while (selectedKeys.hasNext()) {  
            SelectionKey key = selectedKeys.next();  
            if ((key.readyOps() & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT) {  
              SocketChannel client = ((ServerSocketChannel) key.channel()).accept();
                // 处理 accept 事件  
                //注册read事件
                client.configureBlocking(false);
                client.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(bufSize));

            } else if ((key.readyOps() & SelectionKey.OP_READ) == SelectionKey.OP_READ) {  
                // 处理 read 事件  
               //注册write事件
            } else if ((key.readyOps() & SelectionKey.OP_WRITE) == SelectionKey.OP_WRITE) {  
                // 处理 write 事件  
            }  
            selectedKeys.remove();  
        }  
    }  
} 

bio server demo

 ServerSocket serverSocket;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(8000);
            while (true){
                Socket socket = serverSocket.accept();
                new Thread(()->{
                    try (InputStream inputStream = socket.getInputStream(); OutputStream outputStream =  socket.getOutputStream()) {

                        byte[] bytes =new byte[1024];
                        while (inputStream.read(bytes) != -1){
                            outputStream.write(bytes);
                            bytes = new byte[1024];
                        }

                    }catch (IOException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }).start();

            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

参考资料:
http://ifeve.com/java-nio-vs-io/
http://zhhphappy.iteye.com/blog/2032893
http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-socket/tcpserver.html

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,117评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,328评论 1 293
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,839评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,007评论 0 206
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,384评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,629评论 1 219
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,880评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,593评论 0 198
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,313评论 1 243
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,575评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,066评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,392评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,052评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,082评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,844评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,662评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,575评论 2 270

推荐阅读更多精彩内容