二十九:BIO,NIO,AIO的简单概括
- 同步:使用同步IO时,Java自己处理IO读写。
- 异步:使用异步IO时,Java将IO读写委托给OS处理,需要将数据缓冲区地址和大小传给OS,完成后OS通知Java处理(回调)。
- 阻塞:使用阻塞IO时,Java调用会一直阻塞到读写完成才返回。
- 非阻塞:使用非阻塞IO时,如果不能立马读写,Java调用会马上返回,当IO事件分发器通知可读写时在进行读写,不断循环直到读写完成。
- BIO:同步并阻塞,服务器的实现模式是一个连接一个线程,这样的模式很明显的一个缺陷是:由于客户端连接数与服务器线程数成正比关系,可能造成不必要的线程开销,严重的还将导致服务器内存溢出。当然,这种情况可以通过线程池机制改善,但并不能从本质上消除这个弊端。
- NIO:在JDK1.4以前,Java的IO模型一直是BIO,但从JDK1.4开始,JDK引入的新的IO模型NIO,它是同步非阻塞的。而服务器的实现模式是多个请求一个线程,即请求会注册到多路复用器Selector上,多路复用器轮询到连接有IO请求时才启动一个线程处理。
- AIO:JDK1.7发布了NIO2.0,这就是真正意义上的异步非阻塞,服务器的实现模式为多个有效请求一个线程,客户端的IO请求都是由OS先完成再通知服务器应用去启动线程处理(回调)。
该如何选择:
- IO方式适用于连接数目比较小且固定的架构,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,但程序直观简单易理解。
- NIO方式适用于连接数目多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器,并发局限于应用中,编程比较复杂,JDK1.4开始支持。
- AIO方式使用于连接数目多且连接比较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分调用OS参与并发操作,编程比较复杂,JDK7开始支持。
一般来说I/O模型可以分为:同步阻塞,同步非阻塞,异步阻塞,异步非阻塞IO
- 同步阻塞IO:
在此种方式下,用户进程在发起一个IO操作以后,必须等待IO操作的完成,只有当真正完成了IO操作以后,用户进程才能运行。JAVA传统的IO模型属于此种方式!
- 同步非阻塞IO:
在此种方式下,用户进程发起一个IO操作以后边可返回做其它事情,但是用户进程需要时不时的询问IO操作是否就绪,这就要求用户进程不停的去询问,从而引入不必要的CPU资源浪费。其中目前JAVA的NIO就属于同步非阻塞IO。
- 异步阻塞IO:
此种方式下是指应用发起一个IO操作以后,不等待内核IO操作的完成,等内核完成IO操作以后会通知应用程序,这其实就是同步和异步最关键的区别,同步必须等待或者主动的去询问IO是否完成,那么为什么说是阻塞的呢?因为此时是通过select系统调用来完成的,而select函数本身的实现方式是阻塞的,而采用select函数有个好处就是它可以同时监听多个文件句柄,从而提高系统的并发性!
- 异步非阻塞IO:
在此种模式下,用户进程只需要发起一个IO操作然后立即返回,等IO操作真正的完成以后,应用程序会得到IO操作完成的通知,此时用户进程只需要对数据进行处理就好了,不需要进行实际的IO读写操作,因为真正的IO读取或者写入操作已经由内核完成了。
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