Java I/O模型理解

今天3月份时候看过一遍BIO（同步阻塞），NIO（同步非阻塞），AIO区别（异步非阻塞）的相关内容，但是过了一段时间印象不深了，此次记录加深理解。

参考资料：

http://www.jasongj.com/java/nio_reactor/

http://baijiahao.baidu.com/s?id=1570265362937061&wfr=spider&for=pc

同步 vs. 异步

同步I/O　每个请求必须逐个地被处理，一个请求的处理会导致整个流程的暂时等待，这些事件无法并发地执行。用户线程发起I/O请求后需要等待或者轮询内核I/O操作完成后才能继续执行。

异步I/O　多个请求可以并发地执行，一个请求或者任务的执行不会导致整个流程的暂时等待。用户线程发起I/O请求后仍然继续执行，当内核I/O操作完成后会通知用户线程，或者调用用户线程注册的回调函数。

阻塞 vs. 非阻塞

阻塞　某个请求发出后，由于该请求操作需要的条件不满足，请求操作一直阻塞，不会返回，直到条件满足。

非阻塞　请求发出后，若该请求需要的条件不满足，则立即返回一个标志信息告知条件不满足，而不会一直等待。一般需要通过循环判断请求条件是否满足来获取请求结果。

需要注意的是，阻塞并不等价于同步，而非阻塞并非等价于异步。事实上这两组概念描述的是I/O模型中的两个不同维度。

同步和异步着重点在于多个任务执行过程中，后发起的任务是否必须等先发起的任务完成之后再进行。而不管先发起的任务请求是阻塞等待完成，还是立即返回通过循环等待请求成功。

而阻塞和非阻塞重点在于请求的方法是否立即返回（或者说是否在条件不满足时被阻塞）。

下面具体来看看java中的几种流

IO/BIO

BIO就是指IO，即传统的Blocking IO,即同步并阻塞的IO。这也是jdk1.4之前的唯一选择，依赖于ServerSocket实现，即一个请求对应一个线程，如果线程数不够连接则会等待空余线程或者拒绝连接。所以用这种方式，在高并发情况下效率是很低的，也不可靠，一般只应用于连接数比较小且固定架构的应用，但api也比较容易使用。

NIO

新的IO,即New IO或者Non-Blocking IO,即同步不阻塞的IO。jdk1.4之后提供了一系列的方法来操作流，定义在java.nio包下面。相比于传统的BIO,NIO 提供了高速的面向快的I/O,它加入了Buffer、Channel、Selector等概念。它是基于事件驱动的，采用了Reactor模式，它使用一个线程管理所有的socket通道，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。它的特点是要不断主动地去询问数据有没有处理完，一般只适用于连接数目较大但连接时间短的应用，如聊天应用等。

AIO

新的IO2.0，即NIO2.0，jdk1.7开始应用，叫做异步不阻塞的IO。AIO引入异常通道的概念，采用了Proactor模式，简化了程序编写，一个有效的请求才启动一个线程，它的特点是先由操作系统完成后才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长的应用。

几种IO的综合对比：

java提供的NIO的api使用比较复杂，一般建议使用像netty这样的框架，而不要使用jdk自带的api。