• Java BIO/NIO(Non-blocking I/O)详解


     IO模型

      IO模型简单点说就是使用什么样的通道进行数据的发送和接收,这种通道的特性决定了程序通信的性能, 比如这个通道是否是异步还是同步,是阻塞还是非阻塞,是否有缓存,是单向通道还是双向通道。

     Java中IO模型

      Java中共支持3中网络IO模型:BIO,NIO,AIO。

      1. BIO:

        同步并阻塞(传统的阻塞型),服务器实现模式为一个连接一个线程,就是客户端发送连接请求时候,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就会造成不必要的线程开销,比如socket阻塞在 accept 等待连接。

        BIO可以通过多线程的方式来改善并发性能,不过底层还是一个线程对应一个连接。

      2. 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,也是I/O多路复用的基础,服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接),就是客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮训到连接有I/O请求就进行处理。NIO现在已经被越来越多地应用到大型应用服务器,成为解决高并发与大量连接、I/O处理问题的有效方式。

       Netty目前是基于NIO模型来实现的。

      3. AIO(NIO.2):

        异步非阻塞,AIO引入异步通道的概念,采用了Proactor模式,简化了程序的编写,有效的请求才启动线程,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而且连接世界比较长的应用。

       

        BIO,NIO,AIO适用场景:

         1. BIO方式适用于连接数比较小且固定的架构,这种方式对服务器资源要求比较高,并发局限的应用中,JDK1.4以前是唯一的选择,但程序简单容易理解。

         2. NIO方式适用于连接数目较多且连接比较短的架构,比如聊天服务器(长连接),弹幕系统,服务器间通讯,编程比较复杂,从JDK1.4开始支持。

         3. AIO方式适用于连接数目较多且连接比较长的重操作的架构,比如相册服务器,充分调用OS参与并发的操作,编程比较复杂,从JDK7开始支持。

    Java BIO

      Java BIO就是传统的java.io编程,其相关接口和类在java.io中。

      

       BIO工作机制

      

       1. 服务端启动一个ServerSocket。

      2. 客户端启动Socket对服务器通信,默认情况下服务器需要对每个客户端建立一个线程与之通信。

      3. 客户端发出请求后,先询问服务器是否有线程响应,如果没有则会等待,或者被拒绝。

      4. 有响应,客户端线程会登台请求结束后在继续执行。

      

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