NIO、BIO、AIO

IO模型

一、同步、异步

• 同步：線程自己去發起請求，獲取結果（一個線程）
• 异步：線程自己發起結果，但不去獲取結果，而是由其它線程獲取結果後發送給這個線程（至少兩個線程）

二、數據讀取的過程

當用戶線程調用 channel.read 或 stream.read 後，會切換至操作系統內核態來完成真正的數據讀取，而讀取又分為兩個階段，分別為：

• 等待數據階段
• 複制數據階段

三、同步阻塞、同步非阻塞、同步多路複用、异步非阻塞

• 阻塞 IO（同步）（BIO）

  • 用戶線程被阻塞，調用read方法後，在等待內核空間讀取數據的時間內，不能進行其他操作，只能等待
  

• 非阻塞 IO（同步）

  • 用戶線程不會被阻塞，調用read方法後，即使內核空間沒有讀取到數據，會返回0，用戶線程循環調用 read 方法，不會阻塞，直到複制階段才被阻塞
  • 數據的複制階段仍然是阻塞的
  

• 多路複用（同步，單個線程配合selector使用）（NIO）

  • 阻塞直到事件發生
  • 在等待階段和複制階段都會阻塞（單個channel的角度看，是阻塞的）
  • 多個channel的角度看，是非阻塞的，一個channel中沒有數據，不會阻塞，可以處理其他channel
  

• 异步非阻塞（异步 IO）（AIO）

  • 用戶調用read方法之後，內核空間立刻返回，告知得到用戶的請求，等內核空間完成對應的操作之後，由另一個線程將結果返回
  • 內核空間完成操作之後，會調用回調方法回傳數據
  • 由於立刻返回，所以异步一定不是阻塞，故异步一定是非阻塞的
  

• 阻塞 IO vs 多路複用（均為同步）

  • 阻塞IO，處理一個連接的時候不能處理另一個連接，如果想要處理一個新的連接，必須等到上次的連接完全處理結束之後才可以處理新的連接
  • 多路複用，一個 selector 可以同時處理多個 channel 的事件，某個 channel 中沒有數據時，線程無需等待，可以處理其他事情