基础 | BIO、NIO与AIO

Java中的IO部分比较复杂，具体可参看书籍《Java NIO》和《Netty权威指南》。在此，仅对BIO、NIO和AIO进行概述性梳理，未涉及到具体实现细节，后续有空将深入展开。

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同步IO和异步IO

参考答案：

IO操作主要分为两个步骤，即发起IO请求和实际IO操作，同步IO与异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞。

若实际IO操作阻塞请求进程，即请求进程需要等待或者轮询查看IO操作是否就绪，则为同步IO。

若实际IO操作并不阻塞请求进程，而是由操作系统来进行实际IO操作并将结果返回，则为异步IO。

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阻塞IO和非阻塞IO

参考答案：

IO操作主要分为两个步骤，即发起IO请求和实际IO操作，阻塞IO与非阻塞IO的区别就在于第一个步骤是否阻塞。

若发起IO请求后请求线程一直等待实际IO操作完成，则为阻塞IO。

若发起IO请求后请求线程返回而不会一直等待，即为非阻塞IO。

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BIO、NIO和AIO

参考答案：

BIO表示同步阻塞式IO，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，当然可以通过线程池机制改善。

NIO表示同步非阻塞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。

AIO表示异步非阻塞IO，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由操作系统先完成IO操作后再通知服务器应用来启动线程进行处理。

应用场景：

• BIO适用于连接数目比较小且固定的架构，该方式对服务器资源要求比较高，JDK 1.4以前的唯一选择。
• NIO适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，如聊天服务器，编程复杂，JDK 1.4开始支持，如在Netty框架中使用。
• AIO适用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，如相册服务器，充分调用操作系统参与并发操作，编程复杂，JDK 1.7开始支持。

备注：在大多数场景下，不建议直接使用JDK的NIO类库（门槛很高），除非精通NIO编程或者有特殊的需求。在绝大多数的业务场景中，可以使用NIO框架Netty来进行NIO编程，其既可以作为客户端也可以作为服务端，且支持UDP和异步文件传输，功能非常强大。

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扩展面试题

问：谈一谈对同步IO和与异步IO的理解？

• 同步是指用户进程触发IO操作并等待或轮询查看IO操作是否就绪。
• 异步是指用户进程触发IO操作后便开始做其他事情，当IO操作完成时用户进程会得到相应的通知。

问：谈一谈对阻塞与非阻塞的理解（针对IO操作）？

• 在阻塞状态下，如果没有东西可读或不可写，读写函数将进入等待状态，直到有东西可读或可写再返回。
• 非阻塞状态下，如果没有东西可读或不可写，读写函数马上返回，而并不会等待。

特殊说明：

以上两个题的参考答案仅供大家参考，与「BIO、NIO和AIO」部分的参考答案类似，只是个人觉得后者更有助于理解。另外，IO操作部分涉及的内容真的很多，此次仅为概述性总结，后续有机会重点展开。

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