Java_BIO/NIO/AIO

(一) BIO

传统的server/client实现是基于thread per request.

(二) NIO

最核心的一点就是反应器模式：当有感兴趣的事件发生时，就通知对应的事件处理器去处理事件，如果没有，则不处理。所以使用一个线程做轮询就可以了。

JDK1.4中推出NIO，对高速地块读取、对I/O多路复用和非阻塞进行支持。考虑到流I/O采用阻塞方式进行网络I/P，浪费了大量的时间在等待数据上，所以新的方式需要能提供非阻塞的支持，提高线程的利用率，减少系统在管理线程和线程上下文切换的开销。

引起多线程模型的高并发、短连接时性能严重下降，并发性能不高的原因有两个方面；一方面是流I/O技术读写速度慢，另外流I/O技术的阻塞特性将纯种的一部分时间浪费在等待I/O操作上，同时大量地创建、管理、销毁纯种以及上下文切换也使得性能下降和消耗大量系统资源。

一方面需要提高I/O读写的速度，同时采用非阻塞的方式读取，减少等候时间。（NIO，如何理解非阻塞？？？

一方面需求提高线程的使用效率，减少系统资源的消耗。（线程池

提出的JAVA高性能网络应用开发模型：reactor模型，最后分析建立的新模型基础上的MINA框架。

Reactor模型是一个事件触发模型，当I/O操作准备就绪时，触发读写操作，然后使用线程池进行数据处理，避免了传统的java网络应用开发模型使用一个线程处理一个客户端连接的所有事件，导致在客户端连接增多的时候，性能急剧下降，并发性能不好。





关键概念：channel,buffer.

缓冲，就是不对stream对象直接进行操作。

通道，就像是流，通过它读取和写入数据。

选择器selector是selectableChannel对象的多路复用器。Selector具有注册事件、监控事件的能力。

能够区分select,poll,epoll方式的差异（用于获取它们所绑定的selectablechannel类型通道）

关于块传输，就是一种传输速度与处理速度的平衡。切块之后，处理迅速加快，而传输速度下降，因为还要切换等。

先来个例子理解一下概念，以银行取款为例：

同步 ： 自己亲自出马持银行卡到银行取钱（使用同步IO时，Java自己处理IO读写）。

异步 ： 委托一小弟拿银行卡到银行取钱，然后给你（使用异步IO时，Java将IO读写委托给OS处理，需要将数据缓冲区地址和大小传给OS(银行卡和密码)，OS需要支持异步IO操作API）。

阻塞 ： ATM排队取款，你只能等待（使用阻塞IO时，Java调用会一直阻塞到读写完成才返回）。

非阻塞 ： 柜台取款，取个号，然后坐在椅子上做其它事，等号广播会通知你办理，没到号你就不能去，你可以不断问大堂经理排到了没有，大堂经理如果说还没到你就不能去（使用非阻塞IO时，如果不能读写Java调用会马上返回，当IO事件分发器会通知可读写时再继续进行读写，不断循环直到读写完成）。

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。