JavaIO模型中的BIO,NIO和AIO详解

目录
  • 一、I/O模型
    • 1.1 I/O模型基本说明
    • 1.2 Java支持的3种网络编程I/O模式
    • 1.3 JavaBIO(同步阻塞)
    • 1.4 JavaNIO (同步非阻塞)
    • 1.5 JavaAIO(异步非阻塞)
  • 二、BIO、NIO、AIO适用场景分析
    • 2.1 BIO应用场景
    • 2.2 NIO应用场景
    • 2.3 AIO应用场景
  • 总结

一、I/O模型

1.1 I/O模型基本说明

I/O模型的简单理解:I/O模型就是用什么样的通道进行数据的发送和接受,很大程度上决定了程序通信的性能

1.2 Java支持的3种网络编程I/O模式

Java共支持3种网络编程模型I/O模式:BIO、NIO、AIO

1.3 JavaBIO(同步阻塞)

JavaBIO:传统的阻塞模式

同步且阻塞(传统阻塞性),服务器实现模式为一个连接一个服务器,即客户端有连接请求时服务器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

下图为BIO简单执行流程

传统的阻塞式

BIO的缺点是客户端一直在连接服务器,服务器会为每一个客户端开辟一个线程对客户端处理,但有时客户端不是一直对服务器进行IO操作的,所以这样会导致服务器阻塞,进而对服务器产生很多不必要的线程开销,资源浪费

1.4 JavaNIO (同步非阻塞)

JavaNIO:同步非阻塞

同步非阻塞,服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接),即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上(Selector),多路复用轮询到连接有I/O请求就进行处理

下图为NIO简单执行流程

NIO的优点

由于客户端不是一直对服务器进行IO操作的,所以通过Selector选择器进行轮询,均匀分配到需要对服务器进行IO操作的客户端,这样就利用了客户端闲置的时间来节省服务器内存的消耗

当然,如果客户端数量增大,服务器就要再开一个Thread连接Selector进行轮询分配,以此类推,这样就充分的减少内存消耗

1.5 JavaAIO(异步非阻塞)

JavaAIO:异步非阻塞

异步非阻塞,AIO引入异步通道的概念,采用了Proactor模式,简化了程序编写,有效的请求才启动线程,它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理,一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用

AIO目前并没有得到广泛的应用

AIO和操作系统有非常密切的关系

我们就不再进行画图讲解了,AIO了解即可

二、BIO、NIO、AIO适用场景分析

2.1 BIO应用场景

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比较高,并发局限于应用中,JDK1.4 以前的唯一选择,但程序简单易理解

2.2 NIO应用场景

NIO方式适用于连接数目较多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器,弹幕系统,服务器间通讯等,编程比较复杂,JDK1.4开始支持

2.3 AIO应用场景

AIO方式使用于连接数目较多且连接时间较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分调用OS操作系统参与并发操作,编程比较复杂,JDK1.7开始支持

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注我们的更多内容!

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