BIO、NIO、AIO入门认识

同步、异步。阻塞。非阻塞概念理解。

同步：

比如在执行某个逻辑业务，在没有得到结果之前一直处于等待阻塞状态，得到结果后才继续执行

异步：

比如在执行某个逻辑业务，在没有得到结果可以去干其他的事情，等待通知再回来执行刚才没执行完的操作。

阻塞：

比如在执行某个逻辑业务，在结果没有返回之前，当前线程会被挂起，直到有结果了才继续执行

非阻塞：

非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能立刻得到结果之前，该函数不会阻塞当前线程的执行，继续执行直接返回

IO、BIO、NIO、AIO

Java BIO ：同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。
Java NIO ：同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。
Java AIO(NIO.2) ：异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。

IO :　

　　IO操作分为两个部分：发起IO请求、IO数据读写,再简单一点就input和output流，作用于数据传　

BIO : 阻塞IO

　　最广泛的模型是阻塞I/O模型，默认情况下,整个过程是阻塞的，直到数据复制到进程缓冲区时才返回

NIO : 同步非阻塞IO

　NIO的三个组成部分: Channel(通道)、Buffer(缓冲区)、Selecter(选择器)

　　Channel ：通道

　　　Channel是一个对象，连接Date数据和缓冲区的桥梁，看以看成IO中的流，不同的是：　

流分为读取流和写入流是单向的，通道是双向的，既可以读又可以写;
hannel可以进行异步的读写;
Channel是通过Buffer来读写数据的，Buffer才是处理数据的对象，Channel只是桥梁
因为Channel是双向的，所以Channel可以比流更好地反映出底层操作系统的真实情况

　　Buffer ：缓冲区

　　　Buffer是一个缓冲区对象，数据是从通道读入缓冲区，从缓冲区写入到通道中的

　　　　从Buffer读写数据一般遵循以下四个步骤

　　　　　写入数据到 Buffer；

　　　　　调用 flip() 方法；

　　　　　从 Buffer 中读取数据；

　　　　　调用 clear() 方法或者 compact() 方法。

当向 Buffer 写入数据时，Buffer 会记录下写了多少数据。
一旦要读取数据，需要通过 flip() 方法将 Buffer 从写模式切换到读模式。
在读模式下，可以读取之前写入到 Buffer 的所有数据。
一旦读完了所有的数据，就需要清空缓冲区，让它可以再次被写入。
有两种方式能清空缓冲区：调用 clear() 或 compact() 方法。
clear() 方法会清空整个缓冲区。compact() 方法只会清除已经读过的数据。
任何未读的数据都被移到缓冲区的起始处，新写入的数据将放到缓冲区未读数据的后面。

    public void test1(String r,String w) throws IOException {//声明读取文件和写入文件FileInputStream fi=new FileInputStream(new File(r));FileOutputStream fo=new FileOutputStream(new File(w));//获得传输通道channelFileChannel inChannel=fi.getChannel();FileChannel outChannel=fo.getChannel();//获得容器bufferByteBuffer buffer= ByteBuffer.allocate(1024);while(true){//判断是否读完文件int eof =inChannel.read(buffer);if(eof==-1) {break;}      //从读取模式转换我写入模式
        buffer.flip();//开始写
        outChannel.write(buffer);//写完要清空重置buffer缓冲区，
        buffer.clear();}inChannel.close();outChannel.close();fi.close();fo.close();}
}

Selector ：选择器

　Selecter是一个选择器对象，它可以注册到各个Channel上并监听发生的事件，

　　优点：1.通过一个线程管理多个Channel，就可以处理大量网络连接了。

　　　　　2.线程上下文的切换在高并发是的开销很大，使用Selecter,对许系统动用的线程来说，是优化的

　　由于selector的原因，可以将NIO简单区分为两种：普通的NIO，和多路复用的NIO（加入了selector管理）

　　　普通的NIO : 　　　　　　　　

　NIO在IO操作的准备数据阶段时有一个轮询操作，
　会不停地发出“system call”到kernel轮询数据是否准备好，
　没准备好，应用进程可以处理其他事，
　准备好了之后在发出一个“system call”到kernel进行第二个阶段复制数据，
　这个过程是blocking的，所以NIO的特点就是在IO执行的第一阶段不会阻塞，
　但是在第二阶段将数据从内核拷贝到进程这个真是的IO操作还是会阻塞。

　　　路复用NIO:　　　　　　　　

　多路复用的NIO则是上述的普通NIO的补充，
　在并发量过大的情况下，不可能每个线程都要轮询自己的IO状态，
　这时就可以使用selector管理所有的IO通道channel，
　开启一个线程，便可解决成千上万的高并发问题

AIO:异步IO

虽然NIO在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是NIO的IO行为还是同步的。
对于NIO来说，我们的业务线程是在IO操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行IO操作，IO操作本身是同步的。
AIO它不是在IO准备好时再通知线程，而是在IO操作已经完成后，再给线程发出通知,因此AIO是不会阻塞的
此时我们的业务逻辑将变成一个回调函数，等待IO操作完成后，由系统自动触发,节省了NIO中selector循环遍历检测数据就绪的资源开销
与NIO不同，当进行读写操作时，只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的;
对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区，并通知应用程序；
对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序。
即可以理解为，read/write方法都是异步的，完成后会主动调用回调函数。

三个IO模型的适用场景　

BIO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。

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