NIO、BIO、AIO

IO模型

一、同步、异步

• 同步：线程自己去发起请求，获取结果（一个线程）
• 异步：线程自己发起结果，但不去获取结果，而是由其它线程获取结果后发送给这个线程（至少两个线程）

二、数据读取的过程

当用户线程调用 channel.read 或 stream.read 后，会切换至操作系统内核态来完成真正的数据读取，而读取又分为两个阶段，分别为：

• 等待数据阶段
• 复制数据阶段

三、同步阻塞、同步非阻塞、同步多路复用、异步非阻塞

• 阻塞 IO（同步）（BIO）

  • 用户线程被阻塞，调用read方法后，在等待内核空间读取数据的时间内，不能进行其他操作，只能等待
  

• 非阻塞 IO（同步）

  • 用户线程不会被阻塞，调用read方法后，即使内核空间没有读取到数据，会返回0，用户线程循环调用 read 方法，不会阻塞，直到复制阶段才被阻塞
  • 数据的复制阶段仍然是阻塞的
  

• 多路复用（同步，单个线程配合selector使用）（NIO）

  • 阻塞直到事件发生
  • 在等待阶段和复制阶段都会阻塞（单个channel的角度看，是阻塞的）
  • 多个channel的角度看，是非阻塞的，一个channel中没有数据，不会阻塞，可以处理其他channel
  

• 异步非阻塞（异步 IO）（AIO）

  • 用户调用read方法之后，内核空间立刻返回，告知得到用户的请求，等内核空间完成对应的操作之后，由另一个线程将结果返回
  • 内核空间完成操作之后，会调用回调方法回传数据
  • 由于立刻返回，所以异步一定不是阻塞，故异步一定是非阻塞的
  

• 阻塞 IO vs 多路复用（均为同步）

  • 阻塞IO，处理一个连接的时候不能处理另一个连接，如果想要处理一个新的连接，必须等到上次的连接完全处理结束之后才可以处理新的连接
  • 多路复用，一个 selector 可以同时处理多个 channel 的事件，某个 channel 中没有数据时，线程无需等待，可以处理其他事情