BIO、NIO、AIO分别是什么？

　　最近在面试时，千锋有好几个学生遇到了这样的一个问题，BIO、NIO、AIO分别是什么?有什么区别?那这个问题该怎么回答呢?今天千锋给大家简单梳理一下这个问题。

　　一. BIO 同步阻塞式原理解析

　　简介

　　传统的网络通讯模型，就是BIO，属于同步阻塞的IO模型。比如我们熟悉的Socket通信。

　　Socket服务端创建过程：

　　服务端创建一个ServerSocket;

　　客户端用一个Socket去连接服务端的那个ServerSocket;

　　ServerSocket接收到了一个的连接请求，就创建一个Socket和一个线程去跟那个Socket进行通讯。

　　客户端和服务端进行阻塞式通信过程：

　　客户端发送一个请求;

　　服务端Socket进行处理后返回响应;

　　在响应返回前，客户端那边就阻塞等待，任何事情都做不了。

　　BIO缺点

　　每次一个客户端接入进来，都需要在服务端创建一个线程来服务这个客户端。这样当大量客户端过来的时候，就会造成服务端的线程数量可能达到了几千甚至几万，这样就可能会造成服务端过载过高，最后崩溃死掉。

　　BIO模型图

　　Acceptor

　　传统IO模型中，网络服务的设计模式有两种比较经典的设计模式：

　　一个是多线程;

　　一种是依靠线程池来进行处理。

　　如果是基于多线程的模式来的话，就是这样的模式，这种也是Acceptor线程模型。

　　二. NIO 同步非阻塞IO

　　简介

　　基于Reactor模型来实现的，相当于，一个线程处理大量的客户端的请求，通过一个线程轮询大量channel，每次就获取一批有事件的channel，然后对每个请求启动一个线程处理即可。

　　这里的核心就是非阻塞，selector一个线程就可以不停轮询channel，所有客户端请求都不会阻塞，最多就是等待下一轮的轮询。

　　NIO--优化BIO的核心

　　一个客户端并不是时时刻刻都有数据进行交互，所以更没有必要死耗着一个线程不放，所以客户端选择了让线程歇一歇，只有客户端有相应的操作的时候才发起通知，再创建一个线程来处理请求。

　　NIO模型图

　　Reactor模型

　　三. AIO 异步非阻塞IO

　　简介

　　AIO基于Proactor模型实现，分为发送请求和读取数据两个步骤：

　　发送请求：处理每个连接发送过来的请求。

　　每个请求都会绑定一个Buffer;

　　通知操作系统去完成异步的读(这个时间你就可以去做其他的事情);

　　调用你的接口;

　　返回异步读完的数据。

　　读取数据：将数据往回写。

　　一个Buffer，让操作系统去完成写。

　　发送请求和读取数据的主要区别在于：

　　将数据写入的缓冲区后，剩下的交给操作系统去完成;

　　操作系统写回数据也是一样，写到Buffer里面，完成后再通知客户端来进行读取数据。

　　AIO模型图

　　四. 3个模型的一些问题

　　同步阻塞--为什么说BIO是同步阻塞的呢?

　　针对磁盘文件读写IO操作来说，因为用BIO的流读写文件，例如FileInputStrem，必须等着完成了这次IO才能返回。

　　同步非阻塞--为什么说NIO为啥是同步非阻塞?

　　因为无论多少客户端都可以接入服务端，客户端接入并不会耗费一个线程，只会创建一个连接，然后注册到selector上去，一个selector线程不断的轮询所有的socket连接，发现有事件了就通知你，然后你就启动一个线程处理一个请求即可，这个过程的话就是非阻塞的。

　　但是这个处理的过程中，你还是要先读取数据，处理，再返回的，这是个同步的过程。

　　异步非阻塞--为什么说AIO是异步非阻塞?

　　当基于AIO的api去读写文件时，发起一个请求之后，等读写完成后， 操作系统会来回调你的接口， 告诉你操作完成。在这期间不需要等待， 也不需要去轮询判断操作系统完成的状态，你可以去干其他的事情。

　　同步还得主动去轮询操作系统，异步就是操作系统反过来通知你，所以说 AIO就是异步非阻塞的。