java NIO的工作机制和原理

系统管理员 2023-06-26 12:25 27阅读 0赞

NIO 全称non-blocking IO，即同步非阻塞的IO。那么NIO与BIO有什么区别呢？BIO是同步阻塞IO，而NIO是同步非阻塞IO，也就是都是自己的工作自己来处理，但是NIO是非阻塞的，非阻塞IO就是当一件事没有完成时，也可以去做别的事情，不用非得等待这件事完成后才能去做别的事情，比如吃饭要排队，BIO就是必须排队吃完饭，再去做别的事情，NIO就是可以先去做别的事情，等会再回来吃饭。说了这么多，让我们看下基于NIO的socket处理过程图。

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上面这个图简单描述了基于NIO的socket请求的处理过程，为了了解整个过程首先了解一下selector和channel是什么意思，selector就是扮演了类似管理员的一个角色，可以管理多个channel，并且selector通过selectedKeys方法可以检测到所有在管理员登记的channel是否有数据需要读取。channel就是客户端和服务端线程数据传输的信道，只要把channel注册到selector上，selector就可以对它进行管理和监测。

当客户端的请求线程和服务端建立连接后，并且channel已经注册到selector上，selector就可以监听channel上的I/O状态，管理员selector就可以通过select()方法检查channel上的I/O是否已经准备好，如果注册的信道I/O状态都没有变化，那么select方法会等待知道超时，如果有多个channel有数据，那么就会把这些数据分配到对应的Buffer中，这样的话，每个连接的数据交互都不是阻塞方式，所以一个线程可以同时处理大量的连接请求。

无论是BIO还是NIO都是同步I/O，那么有没有异步I/O呢？当然有了，异步I/O就是Asynchronous IO，简称AIO，AIO就是在NIO的基础上，引入了异步通道的概念，与NIO不同的是，NIO是一个线程采用轮询的方式不停的检查数据是否已经准备好了，准备好了就处理，AIO是向操作系统注册了IO监听，操作系统完成了IO操作主动触发响应的函数。

那么BIO、NIO、AIO的适用场景分别是什么样的呢？

BIO：适用连接数目较小且固定的架构，在jdk1.4之前的版本中使用。

NIO：适用于连接数目多但是连接比较短的架构中，在jdk1.4中开始支持。

AIO：适用于连接数目较多并且属于长连接的架构，在jdk7中开始支持。

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