Java BIO/NIO/AIO 学习

0 引言

　　本文主要介绍Java 语言IO 相关介绍。

　　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：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：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。（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）
   
3. 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。（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）
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。（去点餐，排队领取小票，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）

1 从编程语言层面

　　BIO：同步阻塞IO，一个连接一个线程

　　NIO：同步非阻塞IO，一个请求一个线程

　　AIO：异步非阻塞IO，一个有效请求一个线程

2 BIO

　　在JDK1.4之前，用Java编写网络请求，都是建立一个ServerSocket，然后，客户端建立Socket时就会询问是否有线程可以处理，如果没有，要么等待，要么被拒绝。即：一个连接，要求Server对应一个处理线程。

3 NIO

　　在JDK1.4及以后版本中提供了一套API来专门操作非阻塞I/O，我们可以在java.nio包及其子包中找到相关的类和接口。由于这套API是JDK新提供的I/O API，因此，也叫New I/O，这就是包名nio的由来。这套API由三个主要的部分组成：缓冲区（Buffers）、通道（Channels）和非阻塞I/O的核心类组成。

　　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。

4 AIO

　　在JDK1.7中，这部分内容被称作NIO.2，主要在java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道，其中的read/write方法，会返回一个带回调函数的对象，当执行完读取/写入操作后，直接调用回调函数。

4.1 AIO的实现

　　在windows上，AIO的实现是通过IOCP来完成的，看JDK的源代码，可以发现

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WindowsAsynchronousSocketChannelImpl

　　看实现接口：

implements Iocp.OverlappedChannel

　　在linux上，AIO的实现是通过epoll来完成的，看JDK源码，可以发现，实现源码是：

UnixAsynchronousSocketChannelImpl

　　看实现接口：

implements Port.PollableChannel

　　这是与windows最大的区别，poll的实现，在linux2.6后，默认使用epoll。