NIO-01 概述
简述
服务器实现模式为一个请求一个线程,但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。
Java NIO(Non-blocking / New IO)是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API,可以替代标准的Java IO API。
NIO 和 IO 的区别在于,IO 是面向流,NIO 是面向缓存。
是一种同步非阻塞的I/O模型,也是I/O多路复用的基础,已经被越来越多地应用到大型应用服务器,
成为解决高并发与大量连接、I/O处理问题的有效方式。
传统面向流的,单向的
三个核心组件
- Channels
- Buffers
- Selectors
1.Channels 负责传输
白话: 就是数据传输用的通道。作用是打开到IO设备的连接,文件、套接字都行。
绕绕话: 标准的IO基于字节流和字符流进行操作的,而NIO是基于通道(Channel)和缓冲区(Buffer)进行操作,数据总是从通道读取到缓冲区中,或者从缓冲区写入到通道中。
2.Buffers 负责存储
缓冲区,用来存放具体要被传输的数据,比如文件、scoket 等。这里将数据装入 Buffers 再通过通道进行传输。
3.Selector
负责监听事件和选择对应事件的渠道。
NIO 主要的编程模型来自 Reactor
Reactor
NIO基于Reactor,当socket有流可读或可写入socket时,操作系统会相应的通知引用程序进行处理,应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。
也就是说,这个时候,已经不是一个连接就要对应一个处理线程了,而是有效的请求,对应一个线程,当连接没有数据时,是没有工作线程来处理的。
NIO 是一种可以替代 Java IO API 的新API,提供了与标准 API 不同的工作方式。
BIO是一个连接一个线程。
NIO是一个请求一个线程。
AIO是一个有效请求一个线程。
三种IO 的区别
Java BIO:同步并阻塞
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。
Java NIO: 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。
Java AIO(NIO.2) :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。
BIO、NIO、AIO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。