java NIO、BIO、AIO区别

小鱼儿 2021-05-12 11:51 545阅读 0赞

java中的IO主要源自于网络和本地文件

IO的方式通常分为几种，**同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO**

在JDK1.4出来之前，我们建立网络连接的时候采用BIO模式，需要先在服务端启动一个ServerSocket，然后在客户端启动Socket来对服 务端进行通信，默认情况下服务端需要对每个请求建立一堆线程等待请求，而客户端发送请求后，先咨询服务端是否有线程相应，如果没有则会一直等待或者遭到拒 绝请求，如果有的话，客户端会线程会等待请求结束后才继续执行。

BIO与NIO一个比较重要的不同，是我们使用BIO的时候往往会引入多线程，每个连接一个单独的线程；而NIO则是使用单线程或者只使用少量的多线程，每个连接共用一个线程。

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NIO的最重要的地方是当一个连接创建后，不需要对应一个线程，这个连接会被注册到多路复用器上面，所以所有的连接只需要一个线程就可以搞定，当这个线程 中的多路复用器进行轮询的时候，发现连接上有请求的话，才开启一个线程进行处理，也就是一个请求一个线程模式。

在NIO的处理方式中，当一个请求来的话，开启线程进行处理，可能会等待后端应用的资源(JDBC连接等)，其实这个线程就被阻塞了，当并发上来的话，还是会有BIO一样的问题。

AIO：

HTTP/1.1出现后，有了Http长连接，这样除了超时和指明特定关闭的http header外，这个链接是一直打开的状态的，这样在NIO处理中可以进一步的进化，在后端资源中可以实现资源池或者队列，当请求来的话，开启的线程把请 求和请求数据传送给后端资源池或者队列里面就返回，并且在全局的地方保持住这个现场(哪个连接的哪个请求等)，这样前面的线程还是可以去接受其他的请求， 而后端的应用的处理只需要执行队列里面的就可以了，这样请求处理和后端应用是异步的.当后端处理完，到全局地方得到现场，产生响应，这个就实现了异步处 理。

**BIO是一个连接一个线程。**

**　  NIO是一个请求一个线程。**

**　  AIO是一个有效请求一个线程。**

大家都知道自从jdk5开始，java中多了java.nio和java.util.concurent包，这两个包可谓威力无穷啊，像tomcat最新版本(用了concurrent包)，mina等纷纷在此基础上进行了更新(mina更是直接就通过java.nio来实现的)。其实nio说起来很简单。java通信的基础是socket.和serversocket 在此基础上封装一下，就是socketchannel和serversocketchannel,封装成channel的最大好处就是可以实现non-blocking的通信。然后再加入了一个多路轮询机制，通过观察者模式使得通过单线程就可以同时管理多个channel. 明白了这些之后，放出我的例子来。分别使用socket,channel,selector

实现了java的通信。

Server：

import java.io.IOException;  
    import java.net.InetSocketAddress;  
    import java.net.ServerSocket;  
    import java.net.Socket;  
    import java.nio.ByteBuffer;  
    import java.nio.channels.*;  
    import java.util.Set;  
      
      
    public class TestChannel {  
        public static void main(String args[]) throws IOException{  
            TestChannel tt=new TestChannel();  
            //tt.initServerChannel(992);  
            tt.initSelector(992);  
        }  
          
        //最初的java  socket实现方式，直接通过serversocket和socket通信  
        public void initServerSocket(int port) throws IOException{  
            ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open();  
            //ssc.configureBlocking(false);  
            ServerSocket ss=new ServerSocket(port);  
            while(true){  
                Socket socket=ss.accept();  
                    System.out.println("socket accepted");  
                    byte[] buf=new byte[1024];  
                    try{  
                    socket.getInputStream().read(buf);  
                    }  
                    catch(Exception ex){  
                        socket.close();  
                    }  
                    System.out.println(new String(buf));  
                  
            }  
        }  
        //通过Channel实现的non-blocking通信方式  
        public void initServerChannel(int port) throws IOException{  
            ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open();  
            ssc.configureBlocking(false);  
            ServerSocket ss=ssc.socket();  
            ss.bind(new InetSocketAddress(port));  
            while(true){  
                SocketChannel sc=ssc.accept();  
                if(sc!=null){  
                    Socket socket=sc.socket();  
                    System.out.println("socket accepted");  
                    byte[] buf=new byte[1024];  
                    try{  
                    socket.getInputStream().read(buf);  
                    }  
                    catch(Exception ex){  
                        socket.close();  
                    }  
                    System.out.println(new String(buf));  
                }  
            }  
        }  
        //通过selector和channel进行multiplexed通信,像mina就是通过这种方式实现的  
        public void initSelector(int port) throws IOException{  
            Selector selector=Selector.open();  
            //register server channel  
            ServerSocketChannel ssc=ServerSocketChannel.open();  
            ssc.configureBlocking(false);  
            ServerSocket ss=ssc.socket();  
            ss.bind(new InetSocketAddress(port));  
            ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);  
            while(true){  
                int interestNo=selector.select();  
                if(interestNo==0)  
                    continue;  
                Set<SelectionKey> keys=selector.selectedKeys();  
                for(SelectionKey key:keys){  
                    //接受Socket连接请求  
                    if(key.isAcceptable()){  
                        SocketChannel sc=ssc.accept();  
                        try{  
                        sc.configureBlocking(false);  
                        sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);  
                        }  
                        catch(Exception ex){  
                            sc.close();  
                        }  
                        System.out.println("connection accepted");  
                        keys.remove(key);  
                    }  
                    else if(key.isReadable()){  
                        SocketChannel sc=(SocketChannel)key.channel();  
                        ByteBuffer bbuf=ByteBuffer.allocate(1024);  
                        try{  
                        sc.read(bbuf);  
                        }  
                        catch(Exception ex){  
                            sc.close();  
                        }  
                        System.out.println(new String(bbuf.array()));  
                        keys.remove(key);  
                    }  
                    else  
                        keys.remove(key);  
                        continue;  
                          
                    }  
                }  
            }  
        }

client:

public class TestChannelClient {  
    public static void main(String args[]) throws UnknownHostException, IOException{  
        Socket sc=new Socket("127.0.0.1",992);  
        OutputStream out=sc.getOutputStream();  
        out.write("hello".getBytes());  
        out.flush();  
    }  
    }

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