关于Java中的IO,网络通讯模型主要分三种:IO、NIO和AIO。
适用场景:
BIO, 适用于连接较少,对服务器资源消耗很大,但是编程简单。是同步阻塞的。
举例:你到餐馆点餐,然后在那儿等着,什么也做不了,只要饭还没有好,就要必须等着
NIO, 使用于连接数量比较多且连接时间比较短的架构,比如聊天服务器,编程比较复杂。是同步非阻塞的
举例:你到餐馆点完餐,然后就可以去玩儿了,玩一会儿就回饭馆问一声,饭好了没。
AIO, 适用于连接数量多而且连接时间长的架构,比如相册服务器,充分调用OS参与并发操作,编程比较复杂。是异步非阻塞的。
举例:饭馆打电话给你说,我们知道你的位置,待会儿给您送来,你安心的玩儿就可以了。类似于外卖。
1、IO(同步阻塞)
传统的网络通讯模型,就是BIO,同步阻塞IO, 其实就是服务端创建一个ServerSocket, 然后就是客户端用一个Socket去连接服务端的那个ServerSocket, ServerSocket接收到了一个的连接请求就创建一个Socket和一个线程去跟那个Socket进行通讯。接着客户端和服务端就进行阻塞式的通信,客户端发送一个请求,服务端Socket进行处理后返回响应,在响应返回前,客户端那边就阻塞等待,上门事情也做不了。 这种方式的缺点, 每次一个客户端接入,都需要在服务端创建一个线程来服务这个客户端,这样大量客户端来的时候,就会造成服务端的线程数量可能达到了几千甚至几万,这样就可能会造成服务端过载过高,最后崩溃死掉。
2、NIO(同步非阻塞,JDK1.4)
NIO是一种同步非阻塞IO, 基于Reactor模型来实现的。其实相当于就是一个线程处理大量的客户端的请求,通过一个线程轮询大量的channel,每次就获取一批有事件的channel,然后对每个请求启动一个线程处理即可。这里的核心就是非阻塞,就那个selector一个线程就可以不停轮询channel,所有客户端请求都不会阻塞,直接就会进来,大不了就是等待一下排着队而已。这里面优化BIO的核心就是,一个客户端并不是时时刻刻都有数据进行交互,没有必要死耗着一个线程不放,所以客户端选择了让线程歇一歇,只有客户端有相应的操作的时候才发起通知,创建一个线程来处理请求。
3、AIO(NIO2,异步非阻塞,JDK1.7)
对于NIO来说,我们的业务线程是在IO操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行IO操作,IO操作本身是同步的。但是对AIO来说,则更加进了一步,它不是在IO准备好时再通知线程,而是在IO操作已经完成后,再给线程发出通知。因此AIO是不会阻塞的,此时我们的业务逻辑将变成一个回调函数,等待IO操作完成后,由系统自动触发。
与NIO不同,当进行读写操作时,只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的,对于读操作而言,当有流可读取时,操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区,并通知应用程序;对于写操作而言,当操作系统将write方法传递的流写入完毕时,操作系统主动通知应用程序。 即可以理解为,read/write方法都是异步的,完成后会主动调用回调函数。 在JDK1.7中,这部分内容被称作NIO.2,主要在Java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道:
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AsynchronousSocketChannel
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AsynchronousServerSocketChannel
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AsynchronousFileChannel
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AsynchronousDatagramChannel
AIO是异步非阻塞IO,基于Proactor模型实现。 每个连接发送过来的请求,都会绑定一个Buffer,然后通知操作系统去完成异步的读,这个时间你就可以去做其他的事情,等到操作系统完成读之后,就会调用你的接口,给你操作系统异步读完的数据。这个时候你就可以拿到数据进行处理,将数据往回写,在往回写的过程,同样是给操作系统一个Buffer,让操作系统去完成写,写完了来通知你。这俩个过程都有buffer存在,数据都是通过buffer来完成读写。,