关于BIO | NIO | AIO的讨论
关于BIO | NIO | AIO的讨论一直存在,有时候也很容易让人混淆,就我的理解,给出一个解释:
BIO | NIO | AIO,本身的描述都是在Java语言的基础上的。而描述IO,我们需要从两个层面:
- 编程语言
- 实现原理
- 底层基础
从编程语言层面
BIO | NIO | AIO 以Java的角度,理解,linux c里也有AIO的概念(库),这些概念不知道什么原因被炒火起来,这里只从Java角度入手。
- BIO,同步阻塞式IO,简单理解:一个连接一个线程
- NIO,同步非阻塞IO,简单理解:一个请求一个线程
- AIO,异步非阻塞IO,简单理解:一个有效请求一个线程
BIO
在JDK1.4之前,用Java编写网络请求,都是建立一个ServerSocket,然后,客户端建立Socket时就会询问是否有线程可以处理,如果没有,要么等待,要么被拒绝。即:一个连接,要求Server对应一个处理线程。
NIO
在Java里的由来,在JDK1.4及以后版本中提供了一套API来专门操作非阻塞I/O,我们可以在java.nio包及其子包中找到相关的类和接口。由于这套API是JDK新提供的I/O API,因此,也叫New I/O,这就是包名nio的由来。这套API由三个主要的部分组成:缓冲区(Buffers)、通道(Channels)和非阻塞I/O的核心类组成。在理解NIO的时候,需要区分,说的是New I/O还是非阻塞IO,New I/O是Java的包,NIO是非阻塞IO概念。这里讲的是后面一种。
NIO本身是基于事件驱动思想来完成的,其主要想解决的是BIO的大并发问题: 在使用同步I/O的网络应用中,如果要同时处理多个客户端请求,或是在客户端要同时和多个服务器进行通讯,就必须使用多线程来处理。也就是说,将每一个客户端请求分配给一个线程来单独处理。这样做虽然可以达到我们的要求,但同时又会带来另外一个问题。由于每创建一个线程,就要为这个线程分配一定的内存空间(也叫工作存储器),而且操作系统本身也对线程的总数有一定的限制。如果客户端的请求过多,服务端程序可能会因为不堪重负而拒绝客户端的请求,甚至服务器可能会因此而瘫痪。
NIO基于Reactor,当socket有流可读或可写入socket时,操作系统会相应的通知引用程序进行处理,应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。
也就是说,这个时候,已经不是一个连接就要对应一个处理线程了,而是有效的请求,对应一个线程,当连接没有数据时,是没有工作线程来处理的。
AIO
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。
在JDK1.7中,这部分内容被称作NIO.2,主要在java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道:
- AsynchronousSocketChannel
- AsynchronousServerSocketChannel
- AsynchronousFileChannel
- AsynchronousDatagramChannel
其中的read/write方法,会返回一个带回调函数的对象,当执行完读取/写入操作后,直接调用回调函数。
实现原理
说道实现原理,还要从操作系统的IO模型上了解
按照《Unix网络编程》的划分,IO模型可以分为:阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO和异步IO,按照POSIX标准来划分只分为两类:同步IO和异步IO。如何区分呢?首先一个IO操作其实分成了两个步骤:发起IO请求和实际的IO操作,同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞,如果实际的IO读写阻塞请求进程,那么就是同步IO,因此阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO都是同步IO,如果不阻塞,而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你,那么就是异步IO。阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步,发起IO请求是否会被阻塞,如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO,如果不阻塞,那么就是非阻塞IO。
收到操作系统的IO模型,又不得不提select/poll/epoll/iocp,关于这四个的理解,不多做解释,自己还没理解到位。
可以理解的说明是:在Linux 2.6以后,java NIO的实现,是通过epoll来实现的,这点可以通过jdk的源代码发现。而AIO,在windows上是通过IOCP实现的,在linux上还是通过epoll来实现的。
这里强调一点:AIO,这是I/O处理模式,而epoll等都是实现AIO的一种编程模型;换句话说,AIO是一种接口标准,各家操作系统可以实现也可以不实现。在不同操作系统上在高并发情况下最好都采用操作系统推荐的方式。Linux上还没有真正实现网络方式的AIO。
底层基础
说到底层,要说Linux系统编程,这里自己也不熟悉,有待后来人补充了。
只笼统的说一个:AIO实现
在windows上,AIO的实现是通过IOCP来完成的,看JDK的源代码,可以发现
WindowsAsynchronousSocketChannelImpl
看实现接口:
implements Iocp.OverlappedChannel
再看实现方法:里面的read0/write0方法是native方法,调用的jvm底层实现,虚拟机技术不熟悉,不献丑了。
在linux上,AIO的实现是通过epoll来完成的,看JDK源码,可以发现,实现源码是:
UnixAsynchronousSocketChannelImpl
看实现接口:
implements Port.PollableChannel
这是与windows最大的区别,poll的实现,在linux2.6后,默认使用epoll。
这样就可以理解了。
写在最后:Java开发为基础的,对于操作系统底层的认知是没有C语言为基础的大牛好的,语言决定了思维方式,古人诚不欺我
最后,几篇解释的不错的文章:
BIO NIO AIO
NIO.2 入门,第 1 部分: 异步通道 API
使用异步 I/O 大大提高应用程序的性能
转载于:https://www.cnblogs.com/gson/p/6171910.html
关于BIO | NIO | AIO的讨论相关推荐
- 也谈BIO | NIO | AIO (Java版--转)
http://my.oschina.net/bluesky0leon/blog/132361 关于BIO | NIO | AIO的讨论一直存在,有时候也很容易让人混淆,就我的理解,给出一个解释: BI ...
- 什么是BIO | NIO | AIO
在高性能的IO体系设计中,有几个名词概念常常会使我们感到迷惑不解.具体如下: 序号 问题 1 什么是同步? 2 什么是异步? 3 什么是阻塞? 4 什么是非阻塞? 5 什么是同步阻塞? 6 什么是同步 ...
- bio阻塞的缺点_java 中的 BIO/NIO/AIO 详解
java 的 IO 演进之路 我们在前面学习了 linux 的 5 种 I/O 模型详解 下面我们一起来学习下如何使用 java 实现 BIO/NIO/AIO 这 3 种不同的网络 IO 模型编程. ...
- BIO NIO AIO 介绍与差别
个人介绍: 怠惰的程序员,致力于提供有效且完整的资料 所以资料经过真实测试,欢迎各位沟通讨论,如有问题请留言评论区. 对于问题博主会勤勉的进行验证和修改文章. 文章目录 一.总结 二.io 阻塞与非阻 ...
- Netty序章之BIO NIO AIO演变
Netty序章之BIO NIO AIO演变 Netty是一个提供异步事件驱动的网络应用框架,用以快速开发高性能.高可靠的网络服务器和客户端程序.Netty简化了网络程序的开发,是很多框架和公司都在使用 ...
- 【面试】迄今为止把同步/异步/阻塞/非阻塞/BIO/NIO/AIO讲的这么清楚的好文章(快快珍藏)...
网上有很多讲同步/异步/阻塞/非阻塞/BIO/NIO/AIO的文章,但是都没有达到我的心里预期,于是自己写一篇出来. 常规的误区 假设有一个展示用户详情的需求,分两步,先调用一个HTTP接口拿到详情数 ...
- 迄今为止把同步/异步/阻塞/非阻塞/BIO/NIO/AIO讲的这么清楚的好文章
来源:编程新说 网上有很多讲同步/异步/阻塞/非阻塞/BIO/NIO/AIO的文章,但是都没有达到我的心里预期,于是自己写一篇出来. 常规的误区 假设有一个展示用户详情的需求,分两步,先调用一个HTT ...
- IO: BIO ? NIO ? AIO?
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. 一.BIO 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ServerSock ...
- 内核aio_今天来说说令人让人傻傻分不清的BIO,NIO,AIO
| 作者:新一. | 简书:https://www.jianshu.com/u/b3263fc54bce | 知乎:https://www.zhihu.com/people/qing-ni-chi-y ...
最新文章
- opencv grabcut
- BOOST使用 proto 转换进行任意类型操作的简单示例
- 沙老师的作业系列——Crudd‘s Crack Head
- 基于 Kubernetes 的基础设施即代码
- 64位c语言调用32位glibc,glibc fclose源代码阅读及伪造_IO_FILE利用fclose实现任意地址执行...
- 运用循环判断语句和列表的购物车程序
- maven 插件使用之:打包jar到lib
- 烂泥:利用IIS、Zblog、SQLServer搭建ASP博客
- system.js 替换 require.js
- windows 10安装python2.7、python3.6并配置环境变量
- 扇贝有道180918每日一句
- CYQ.Data 轻量数据层之路 使用篇-裸身走走天涯 视频 B (十九)
- [jQuery案例练习]——锅打灰太狼
- PERT图之事件、活动、松弛时间、关键路径
- python爬取百度使用kw关键字爬取时出现,百度安全验证,解决方法
- RTL8367SC单芯片做千兆2光5电
- 为什么使用高匿代理IP会被检测出许多问题,都有哪些问题呢?
- 分享即时通讯开发之实时音视频技术基础知识
- python入门的详细答案_第11篇参考答案:Python入门经典习题题解
- Python爬虫 图片爬取简陋版
热门文章
- QTP连接oracle
- 一、JAVA通过JDBC连接mysql数据库(连接)
- java调用ffmpeg,mencoder进行视频转换,读取时长等
- DHCP配置与DHCP中继代理2
- Java并发编程(一)Thread详解
- An internal error occurred during: Launching xxx on WebLogic10.x.
- HTML添加上传图片并进行预览
- ii 第七单元 访问网络共享文件系统
- 使用idea创建springboot项目并打成war包发布到weblogic上...
- 《Linux 高级程序设计(第三版)》——导读