Java中的BIO，NIO，AIO

1. 理解同步/异步、阻塞/非阻塞

• 同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的：

• 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。

• 异步：用户进程触发IO操作以后便开始做自己的事情（实际上是委托给操作系统来进行处理），而当IO操作已经就绪的时候会得到系统的通知。

• 阻塞和非阻塞是针对于进程在进行IO操作的时候，是否需要等待完成：

• 阻塞：读取或者写入函数将一直等待。

• 非阻塞：读取或者写入函数会立即返回一个状态值。

2. Java中的BIO，NIO，AIO分别是什么，应用场景是什么？

BIO

• 概念：同步阻塞式IO，服务器端与客户端三次握手建立连接后，一个请求链路创建一个线程进行面向流的通信

• 特点：

• 面向流

• 一个请求对应一个线程

• 在任何一端出现网络性能问题时都影响另一端，无法满足高并发高性能的需求

• 如果这个连接不做任何事情时，会造成不必要的线程开销，可以使用线程池进行改善

• 应用场景：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

• 概念：同步非阻塞式IO，基于事件驱动的思想来实现了一个多路复用器，多路复用Reactor模式，当多路复用器轮询到有I/O请求时才启动一个线程进行处理

• 特点：

• 面向缓冲区

• 多个请求对应一个或者少量线程

• 读写过程是同步的，线程会等待。所以对于那些读写过程时间长的（例如有JDBC操作），NIO就不太适合。

• 应用场景：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

• 概念：异步非阻塞IO，基于unix事件驱动，不需要多路复用器对注册通道进行轮询，采用Proactor设计模式。当IO就绪后会收到操作系统的通知

• 特点：

• 一个有效请求对应一个线程

• 当IO就绪后会收到操作系统的通知，线程不必等待。所以AIO能够胜任那些重量级，读写过程长的任务。

• 应用场景：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

参考文章

BIO与NIO、AIO的区别(这个容易理解)

深入分析 Java I/O 的工作机制

Java NIO 系列教程

Java NIO原理图文分析及代码实现