JavaIO模型中的BIO,NIO和AIO详解

一、I/O模型

1.1 I/O模型基本说明

I/O模型的简单理解：I/O模型就是用什么样的通道进行数据的发送和接受，很大程度上决定了程序通信的性能

1.2 Java支持的3种网络编程I/O模式

Java共支持3种网络编程模型I/O模式：BIO、NIO、AIO

1.3 JavaBIO（同步阻塞）

JavaBIO：传统的阻塞模式

同步且阻塞（传统阻塞性），服务器实现模式为一个连接一个服务器，即客户端有连接请求时服务器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

下图为BIO简单执行流程

传统的阻塞式

BIO的缺点是客户端一直在连接服务器，服务器会为每一个客户端开辟一个线程对客户端处理，但有时客户端不是一直对服务器进行IO操作的，所以这样会导致服务器阻塞，进而对服务器产生很多不必要的线程开销，资源浪费

1.4 JavaNIO （同步非阻塞）

JavaNIO：同步非阻塞

同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程处理多个请求（连接），即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上（Selector），多路复用轮询到连接有I/O请求就进行处理

下图为NIO简单执行流程

NIO的优点

由于客户端不是一直对服务器进行IO操作的，所以通过Selector选择器进行轮询，均匀分配到需要对服务器进行IO操作的客户端，这样就利用了客户端闲置的时间来节省服务器内存的消耗

当然，如果客户端数量增大，服务器就要再开一个Thread连接Selector进行轮询分配，以此类推，这样就充分的减少内存消耗

1.5 JavaAIO（异步非阻塞）

JavaAIO：异步非阻塞

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且连接时间较长的应用

AIO目前并没有得到广泛的应用

AIO和操作系统有非常密切的关系

我们就不再进行画图讲解了，AIO了解即可

二、BIO、NIO、AIO适用场景分析

2.1 BIO应用场景

BIO方式适用于连接数目比较少且固定的架构，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，但程序简单易理解

2.2 NIO应用场景

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

2.3 AIO应用场景

AIO方式使用于连接数目较多且连接时间较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS操作系统参与并发操作，编程比较复杂，JDK1.7开始支持

总结