Java中的IO流分为几种、BIO,NIO,AIO有什么区别

待我称王封你为后i 2023-10-05 19:38 17阅读 0赞

**目录**

一、Java中的IO流分为几种、BIO,NIO,AIO有什么区别

1、Java中的IO流分为几种

为什么有了字节流还要有字符流：

2、BIO、NIO、AIO有什么区别

BIO（Blocking I/O）：低负载、低并发

NIO（Non-blocking/New I/O）：高负载、高并发

AIO（Asynchronous I/O）：异步IO，应用不广泛

适用场景分析：

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# 一、Java中的IO流分为几种、BIO,NIO,AIO有什么区别 #

## 1、Java中的IO流分为几种 ##

JavaIO流分为两种，一种是**字节流**，一种是**字符流**，由四个抽象类（输入和输出）极其子类实现，四个抽象类分别是：**InputStream**，**OutputStream**，**Reader**，**Writer**；

### 为什么有了字节流还要有字符流： ###

本质上来讲，无论是文件读写还是网络发送接收，**信息的最小存储单元是字节**，那为什么要分为字节流和字符流呢？

答：字符流是由Java虚拟机将字节流转换得到的，问题就在于这个过程还算非常耗时，并且在不知道编码类型的时候容易出现乱码问题，所以I/O流干脆自己提供一个直接操作字符串的接口，方便我们平时对字符的操作；

字符流和字节流是**根据处理数据的不同进行区分**的；

**字节流：**适合操作图片、音视频文件等；

**字符流：**适合操作文本；

## 2、BIO、NIO、AIO有什么区别 ##

### BIO（Blocking I/O）：低负载、低并发 ###

**BIO是一种同步阻塞I/O模型，数据的读取和写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。**在活动连接数不是特别高（小于单机1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的I/O，并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的负载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是当面对十万甚至百万级的连接时，传统的BIO模型是无能为力的，因此我们需要一种更高效的I/O来应对更高的并发量；

### NIO（Non-blocking/New I/O）：高负载、高并发 ###

**NIO是一种同步非阻塞I/O模型，同步非阻塞，**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；JDK1.4引入NIO框架，对应java.nio包，提供了Channel、Selector、Buffer等抽象，支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法；

参考：NIO是一种同步非阻塞的I/O模型，在Java 1.4 中引入了NIO框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Non-blocking，不单纯是New。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统BIO模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发。

### AIO（Asynchronous I/O）：异步IO，应用不广泛 ###

**异步非阻塞**，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OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理；

参考：AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步IO的缩写，虽然 NIO 在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行 IO 操作，IO操作本身是同步的。查阅网上相关资料，我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。

### 适用场景分析： ###

*  BIO方式适用于**连接数目比较小且固定**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，但程序直观简单易理解；
 *  NIO方式适用于**连接数目多且连接比较短（轻操作）**的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持；
 *  AIO方式使用于**连接数目多且连接比较长（重操作）**的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持；