最近在面試時，千鋒有好幾個學(xué)生遇到了這樣的一個問題，BIO、NIO、AIO分別是什么?有什么區(qū)別?那這個問題該怎么回答呢?今天千鋒給大家簡單梳理一下這個問題。

　　一. BIO 同步阻塞式原理解析

　　簡介

　　傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊模型，就是BIO，屬于同步阻塞的IO模型。比如我們熟悉的Socket通信。

　　Socket服務(wù)端創(chuàng)建過程：

　　服務(wù)端創(chuàng)建一個ServerSocket;

　　客戶端用一個Socket去連接服務(wù)端的那個ServerSocket;

　　ServerSocket接收到了一個的連接請求，就創(chuàng)建一個Socket和一個線程去跟那個Socket進(jìn)行通訊。

　　客戶端和服務(wù)端進(jìn)行阻塞式通信過程：

　　客戶端發(fā)送一個請求;

　　服務(wù)端Socket進(jìn)行處理后返回響應(yīng);

　　在響應(yīng)返回前，客戶端那邊就阻塞等待，任何事情都做不了。

　　BIO缺點

　　每次一個客戶端接入進(jìn)來，都需要在服務(wù)端創(chuàng)建一個線程來服務(wù)這個客戶端。這樣當(dāng)大量客戶端過來的時候，就會造成服務(wù)端的線程數(shù)量可能達(dá)到了幾千甚至幾萬，這樣就可能會造成服務(wù)端過載過高，最后崩潰死掉。

　　BIO模型圖

　　Acceptor

　　傳統(tǒng)IO模型中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的設(shè)計模式有兩種比較經(jīng)典的設(shè)計模式：

　　一個是多線程;

　　一種是依靠線程池來進(jìn)行處理。

　　如果是基于多線程的模式來的話，就是這樣的模式，這種也是Acceptor線程模型。

　　二. NIO 同步非阻塞IO

　　簡介

　　基于Reactor模型來實現(xiàn)的，相當(dāng)于，一個線程處理大量的客戶端的請求，通過一個線程輪詢大量channel，每次就獲取一批有事件的channel，然后對每個請求啟動一個線程處理即可。

　　這里的核心就是非阻塞，selector一個線程就可以不停輪詢channel，所有客戶端請求都不會阻塞，最多就是等待下一輪的輪詢。

　　NIO--優(yōu)化BIO的核心

　　一個客戶端并不是時時刻刻都有數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，所以更沒有必要死耗著一個線程不放，所以客戶端選擇了讓線程歇一歇，只有客戶端有相應(yīng)的操作的時候才發(fā)起通知，再創(chuàng)建一個線程來處理請求。

　　NIO模型圖

　　Reactor模型

　　三. AIO 異步非阻塞IO

　　簡介

　　AIO基于Proactor模型實現(xiàn)，分為發(fā)送請求和讀取數(shù)據(jù)兩個步驟：

　　發(fā)送請求：處理每個連接發(fā)送過來的請求。

　　每個請求都會綁定一個Buffer;

　　通知操作系統(tǒng)去完成異步的讀(這個時間你就可以去做其他的事情);

　　調(diào)用你的接口;

　　返回異步讀完的數(shù)據(jù)。

　　讀取數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)往回寫。

　　一個Buffer，讓操作系統(tǒng)去完成寫。

　　發(fā)送請求和讀取數(shù)據(jù)的主要區(qū)別在于：

　　將數(shù)據(jù)寫入的緩沖區(qū)后，剩下的交給操作系統(tǒng)去完成;

　　操作系統(tǒng)寫回數(shù)據(jù)也是一樣，寫到Buffer里面，完成后再通知客戶端來進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)。

　　AIO模型圖

　　四. 3個模型的一些問題

　　同步阻塞--為什么說BIO是同步阻塞的呢?

　　針對磁盤文件讀寫IO操作來說，因為用BIO的流讀寫文件，例如FileInputStrem，必須等著完成了這次IO才能返回。

　　同步非阻塞--為什么說NIO為啥是同步非阻塞?

　　因為無論多少客戶端都可以接入服務(wù)端，客戶端接入并不會耗費一個線程，只會創(chuàng)建一個連接，然后注冊到selector上去，一個selector線程不斷的輪詢所有的socket連接，發(fā)現(xiàn)有事件了就通知你，然后你就啟動一個線程處理一個請求即可，這個過程的話就是非阻塞的。

　　但是這個處理的過程中，你還是要先讀取數(shù)據(jù)，處理，再返回的，這是個同步的過程。

　　異步非阻塞--為什么說AIO是異步非阻塞?

　　當(dāng)基于AIO的api去讀寫文件時，發(fā)起一個請求之后，等讀寫完成后， 操作系統(tǒng)會來回調(diào)你的接口， 告訴你操作完成。在這期間不需要等待， 也不需要去輪詢判斷操作系統(tǒng)完成的狀態(tài)，你可以去干其他的事情。

　　同步還得主動去輪詢操作系統(tǒng)，異步就是操作系統(tǒng)反過來通知你，所以說 AIO就是異步非阻塞的。