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Java中BIO,NIO,AIO的理解

Java

作者：walker lee
来源：https://blog.csdn.net/itismelzp/article/details/50886009

Java中BIO,NIO,AIO的理解

文章插图
 
在高性能的IO体系设计中，有几个名词概念常常会使我们感到迷惑不解 。具体如下：
1 什么是同步？
2 什么是异步？
3 什么是阻塞？
4 什么是非阻塞？
5 什么是同步阻塞？
6 什么是同步非阻塞？
7 什么是异步阻塞？
8 什么是异步非阻塞？
先来举个实例生活中的例子：
如果你想吃一份宫保鸡丁盖饭：
同步阻塞：你到饭馆点餐，然后在那等着，还要一边喊：好了没啊！
同步非阻塞：在饭馆点完餐，就去遛狗了 。不过溜一会儿，就回饭馆喊一声：好了没啊！
异步阻塞：遛狗的时候，接到饭馆电话，说饭做好了，让您亲自去拿 。
异步非阻塞：饭馆打电话说，我们知道您的位置，一会给你送过来，安心遛狗就可以了 。
在弄清楚上面的几个问题之前，我们首先得明白什么是同步，异步，阻塞，非阻塞，只有这几个单个概念理解清楚了，然后在组合理解起来，就相对比较容易了 。
1,同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的 。
2,阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候，根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式，说白了是一种读取或者写入操作函数的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值 。
由上描述基本可以总结一句简短的话，同步和异步是目的，阻塞和非阻塞是实现方式 。
1.同步：指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪 。自己上街买衣服，自己亲自干这件事，别的事干不了 。
2.异步：异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情，而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知（异步的特点就是通知） 告诉朋友自己合适衣服的尺寸，大小，颜色，让朋友委托去卖，然后自己可以去干别的事 。（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）
3.阻塞：所谓阻塞方式的意思是指, 当试图对该文件描述符进行读写时, 如果当时没有东西可读,或者暂时不可写, 程序就进入等待 状态, 直到有东西可读或者可写为止 去公交站充值，发现这个时候，充值员不在（可能上厕所去了），然后我们就在这里等待，一直等到充值员回来为止 。（当然现实社会，可不是这样，但是在计算机里确实如此 。）
4.非阻塞：非阻塞状态下, 如果没有东西可读, 或者不可写, 读写函数马上返回, 而不会等待，银行里取款办业务时，领取一张小票，领取完后我们自己可以玩玩手机，或者与别人聊聊天，当轮我们时，银行的喇叭会通知，这时候我们就可以去了 。
一个IO操作其实分成了两个步骤：发起IO请求和实际的IO操作 。
同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞，如果实际的IO读写阻塞请求进程，那么就是同步IO 。
阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步，发起IO请求是否会被阻塞，如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO，如果不阻塞，那么就是非阻塞IO 。
同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的，同步指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪，而异步是指用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情，而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知 。
而阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候，根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式，说白了是一种读取或者写入操作函数的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值 。
所以,IO操作可以分为3类：同步阻塞（即早期的BIO操作）、同步非阻塞（NIO）、异步非阻塞（AIO） 。
同步阻塞(BIO)：
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 。
同步非阻塞(NIO)：
在此种方式下，用户进程发起一个IO操作以后便可返回做其它事情，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 。
异步非阻塞(AIO)：
此种方式下是指应用发起一个IO操作以后，不等待内核IO操作的完成，等内核完成IO操作以后会通知应用程序 。


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