BIO、NIO、AIO 內部原理分析

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阻塞IO

全部的讀寫IO都是阻塞操做。

多路複用模型

• select/poll
  從程序的角度解釋：
  將 channel 註冊到 seletor 上，經過輪詢channel是否就緒，將就緒的channel返回。

• epoll
  將 channel 註冊到 selector 上，基於回調的方式（相似監聽者模式），告知selector哪些 channel 已經就緒，而後將就緒的 channel 返回。

select/poll 和 epoll 性能分析

對比 select/poll 和 epoll 咱們發現epoll效率更高。
若是 select/poll 中註冊了大量的 channel，就要不停的輪詢每一個channel，來判斷那些channel已經就緒。而 epoll 則不須要輪詢。

jdk1.4 是使用的 select/poll 模型
jdk1.5 之後把select/poll 改成了epoll模型

異步 I/O

只須要通知內核要執行什麼操做，內核執行完成後通知你已經執行完成。

下面分析下 阻塞I/O、NIO、AIO的數據處理流程

阻塞I/O 數據處理流程

從程序調用Socket.getInputStream()方法開始一直阻塞到程序有可讀數據。
阻塞期間程序不能作任何操做。因爲網絡的傳輸效率問題，程序基本上都是在等待網絡數據傳輸，所以 阻塞I/O 效率很低。

若是客戶端有多個用戶同時訪問服務器，咱們通常會開啓多線程進行處理，客戶端的請求。以下圖：

客戶端請求和服務器線程是一對一進行處理的，大量用戶同時訪問會形成服務器上建立大量的線程（線程上下文切換問題），可能致使服務器崩潰。
通常咱們會採用線程池進行處理請求。

2. NIO 數據處理流程

程序須要調用Seletor.select()方法，阻塞獲取就緒的channel。而後從channel中讀取數據作響應的處理。這樣一個線程就能夠處理多個請求，程序只須要處理已經就緒的channel就ok了。

3.AIO 數據處理流程

程序調用AIO的accept方法並傳入Completionhandler，該方法是非阻塞方法。
等數據準備完成後回調Completionhandler處理響應操做。

程序只須要把具體的操做告知AIO就能夠了，具體操做AIO來幫助你來操做。

NIO 和 AIO 性能上對比

AIO在性能上相對於NIO沒有本質的提高。 AIO只是幫助你從內核中將數據複製到用戶空間中，並調用你傳入的回調方法。 NIO 是須要程序本身從內核中將數據複製到用戶空間中，並須要程序本身調用相應的處理邏輯。