IO模式與現實中的例子

前言

關於IO模式的區別，網絡上的文章一搜一大把，但每次閱讀時總以爲至關晦澀並且老容易混淆，俗話說好記性不如爛筆頭，因此乾脆本身寫一篇便於本身理解的文章以此幫助記憶和理解，不對之處還請輕噴，先謝謝！

1) 同步阻塞IO（Blocking IO）BIO
2) 同步非阻塞IO（Non-blocking IO）
3) IO多路複用（IO Multiplexing）注意: 它也是同步的，又叫New IO，即NIO
4) 異步IO（Asynchronous IO）AIO

1、何謂阻塞？何謂同步？

如何區別同步IO仍是異步IO，是阻塞IO仍是非阻塞IO，主要區別是IO過程當中實際上是存在2個過程：1.發起IO過程 2.實際IO過程，若是過程1是須要等待的，那麼就是屬於阻塞IO，反之則是非阻塞IO，若是過程2中是須要等待的，那麼就是同步IO，反之則是屬於異步IO，爲啥都是等待的，一個叫阻塞一個叫同步呢？我的理解是這樣的：IO過程發生在AB之間，A至關於用戶線程或者網絡客戶端，B至關於系統線程或者網絡服務端，AB之間的訪問、調用過程分阻塞or非阻塞，可是真正的一個完整的IO過程實際上是由C參與的，這個C纔是真正IO的主體，至關於操做系統、數據庫等，那麼B和C之間的存取、讀寫過程分同步or異步

2、舉個栗子

阻塞or非阻塞，這個生活中最好理解的就是你要買東西，是你本身去買仍是讓你弟弟去買，你本身去買就是阻塞，讓你弟弟買回來再給你就是非阻塞，你弟弟買的時候你能夠幹其餘事情（ 怎麼買的你先別管）

同步or異步，仍是舉上面那個例子，同步IO，是得你本身(阻塞)or你弟弟(非阻塞)不斷去京東網站上查詢物流到哪裏了？到了就你本身(阻塞)or你弟弟(非阻塞)跑去拿，典型的例子就是京東自提，異步IO呢？就是你網店下好單以後就甭管了，快遞員會自動把貨送到你或者你弟弟手上，典型的例子就是京東送貨上門

說到這裏應該不少同窗都應該能瞬間秒懂這幾個模式的區別了

上面BIO, NBIO，以及NIO都是同步的IO（後2者只是沒有阻塞發起方），只有AIO纔是真正異步的IO，Java也是在1.7纔開始支持AIO，Tomcat容器在AIO上實現叫APR，基於Native Library實現異步

3、重點談談NIO

很早之前Java和Tomcat就支持了BIO，這種模式最簡單，可是效率也最差，顯而易見大量時間都耗費在了等待IO上，而IO又正好是極其耗費時間的，因此如今基本上都是New IO(NIO) ，AIO因爲實現至關複雜還必須有操做系統支持，(聽說Netty的AIO實現比NIO效率還慢，因此放棄了，我沒詳細瞭解過)因此如今並無NIO普及，這裏重點討論一下NIO吧，NIO即經典的Reactor模式（Reactor最近是火哦）

好，仍是從生活中的例子入手吧，NIO是同步非阻塞+複用連接，你跟你弟弟說：我要買鼠標，而後小姐姐說：弟，我也要！，弟弟說：好，下單！，你跟小姐姐去逛街去了，你弟弟就不停的隔段時間查詢下網站，忽然發現小姐姐的快遞已經到家了，立刻通知小姐姐：姐！你快遞到了！，小姐姐馬上立刻結束逛街回到家領快遞，1個小時後你弟弟又告訴你說你的快遞到了，你又馬上拿了快遞，結束。

從這個例子能夠看出，你弟弟實際上是一個蠻重要的角色，對！沒錯，他就是NIO模式中的Reactor，負責查詢物流信息(select channel and read socket)，發現socket可讀以後通知用戶線程讀取數據，因此從tomcat開啓NIO後吞吐量大增的現象就能夠發現，每一個請求就像一個個的小姐姐，tomcat裏有個小弟弟在輪訓等待IO結果並負責通知小姐姐結果。