Bio、Nio与Aio区别整理

迈不过友情╰ 2022-08-31 15:14 179阅读 0赞

IO：即输入（Input）和输出(Output)

**阻塞：**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（强迫症，必须这件事做完才能做其他事情，否则一直等待）

**非阻塞**: 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。（先取号，可以去做其他事情，叫号后，过来完成该事情）

**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（亲力亲为且专注于一件事）

**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，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）即：指示别人帮自己做事，完成后得到通知

**Bio****、****Nio****和****Aio****三者比较**

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 名称 </td> 
 <td> 说明 </td> 
 <td> 应用场景 </td> 
 <td> 补充 </td> 
 <td> 优点 </td> 
 <td> 缺点 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> Bio </td> 
 <td> 阻塞io </td> 
 <td> Apache，Tomcat。主要是并发量要求不高的场景 </td> 
 <td> 连接数目比较小且固定的架构 </td> 
 <td> 模型简单、 编码简单、 </td> 
 <td> 性能瓶颈低、不适合高并发 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> Nio </td> 
 <td> 同步非阻塞io </td> 
 <td> Nginx，Netty。主要是高并发量要求的场景 </td> 
 <td> 连接数目多且 连接比较短（轻操作）的架构 </td> 
 <td> 性能瓶颈高 </td> 
 <td> 模型复杂、 编码复杂、 需处理半包问题 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> Aio </td> 
 <td> 异步非阻塞io </td> 
 <td> 还不是特别成熟，底层也基本是多线程模拟，所以应用场景不多，Netty曾经用了，但又放弃了。 </td> 
 <td> 连接数目多且连接比较长（重操作）的架构 </td> 
 <td> </td> 
 <td> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

假设有这么一个场景，有一排水壶（客户）在烧水。

AIO的做法是，每个水壶上装一个开关，当水开了以后会提醒对应的线程去处理。

NIO的做法是，叫一个线程不停的循环观察每一个水壶，根据每个水壶当前的状态去处理。

BIO的做法是，叫一个线程停留在一个水壶那，直到这个水壶烧开，才去处理下一个水壶。

可以看出AIO是最聪明省力，NIO相对省力，叫一个人就能看所有的壶，BIO最愚蠢，劳动力低下。

**进程中的IO调用步骤：**

1.  进程向操作系统请求数据 ;
2.  操作系统把外部数据加载到内核的缓冲区中; 
3.  操作系统把内核的缓冲区拷贝到进程的缓冲区 ;
4.  进程获得数据完成自己的功能 ;

当操作系统在把外部数据放到进程缓冲区的这段时间（即上述的第二，三步），如果应用进程是挂起等待的，那么就是同步IO，反之，就是异步IO，也就是AIO 。

**Nio与Aio的区别？**

AIO是发出IO请求后，由操作系统自己去获取IO权限并进行IO操作；NIO则是发出IO请求后，由线程不断尝试获取IO权限，获取到后通知应用程序自己进行IO操作。

AIO只是帮助你从内核中将数据复制到用户空间中，并调用你传入的回调方法。   
NIO 是需要程序自己从内核中将数据复制到用户空间中，并需要程序自己调用相应的处理逻辑。

**Nio线程处理流程**