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。
BIO是一个连接一个线程。
NIO是一个请求一个线程。
AIO是一个有效请求一个线程。
先来个例子理解一下概念,以银行取款为例:

同步 : 自己亲自出马持银行卡到银行取钱(使用同步IO时,Java自己处理IO读写);

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异步 : 委托一小弟拿银行卡到银行取钱,然后给你(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(银行卡和密码),OS需要支持异步IO操作API);

阻塞 : ATM排队取款,你只能等待(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 : 柜台取款,取个号,然后坐在椅子上做其它事,等号广播会通知你办理,没到号你就不能去,你可以不断问大堂经理排到了没有,大堂经理如果说还没到你就不能去(使用非阻塞IO时,如果不能读写Java调用会马上返回,当IO事件分发器会通知可读写时再继续进行读写,不断循环直到读写完成)

四、java对BIO、NIO、AIO的支持
java BIO:同步并阻塞
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!
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
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。
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:异步非阻塞
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。目前Java中还没有支持此种IO模型。
服务器实现模式为一个有效请求一个线程,客户端的I/O请求都是有OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。
五、BIO、NIO、AIO适用场景分析
BIO方式适用于连接数目比较少且固定的架构,这种方式对服务器资源要求较高,并发局限于应用中,JDK1.4以前的唯一选择,程序只管简单易理解。
NIO方式适用于连接数目多且比较短的架构,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方式适用于连接数目多且连接比较长的架构,比如相册服务器,充分调用OS参与并发操作,编程比较复杂,JDK1.7开始支持。
六、 Tomcat( BIO )和Jetty(NIO)
Tomcat和Jetty是目前全球范围内最著名的两款开源的webserver/servlet容器。
相同点:
1、Tomcat和Jetty都是一种servlet引擎,他们都支持标准的servlet规范和JavaEE的规范。
不同点:
1、架构比较
(1)Jetty的架构比Tomcat简单。
(2)Jetty的架构是基于handler来实现的,主要的扩展功能都可以使用handler来实现,扩展简单。
(3)Tomcat的架构是基于容器设计的,进行扩展是需要了解Tomcat的整体设计结构,不易扩展。
2、性能比较
(1)Jetty和Tomcat性能方面差异不大。
(2)Jetty可以同时处理大量连接而且可以长时间保持连接,适合web聊天应用等等。
(3)Jetty的架构简单,因此作为服务器,Jetty可以按需加载组件,减少不必要的组件,减少了服务器内部开销,从而提高服务器性能。
(4)Jetty默认采用NIO结束处理I/O请求上更占优势,在处理静态资源时,性能较高。
3、Tomcat适合处理少数非常繁忙的链接,Tomcat的总体性能更高。Tomcat默认采用BIO处理I/O请求,在处理静态资源时,性能较差。
4、其他比较
(1)Jetty的应用更加快速,修改简单,对新的servlet规范的支持较好。
(2)Tomcat目前应用比较广泛,对javaEE和servlet的支持更加全面,很多性能会直接集成进来。

本博主已经全面进军CSDN,希望大家支持我一下,非常感谢!
【CSDN】BIO、NIO、AIO 介绍和适用场景分析(绝对经典)

本文标题: BIONIOAIO介绍和适用

发布时间: 2023年01月08日 00:00

最后更新: 2026年09月16日 05:40

原始链接: https://haoxiang.eu.org/ff15bd17/

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