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阻塞IO

所有的讀寫IO都是阻塞操作。

多路復用模型

• select/poll
  從程序的角度解釋：
  將 channel 注冊到 seletor 上，通過輪詢channel是否就緒，將就緒的channel返回。

• epoll
  將 channel 注冊到 selector 上，基于回調的方式（類似監聽者模式），告知selector哪些 channel 已經就緒，然后將就緒的 channel 返回。

select/poll 和 epoll 性能分析

對比 select/poll 和 epoll 我們發現epoll效率更高。
如果 select/poll 中注冊了大量的 channel，就要不停的輪詢每個channel，來判斷那些channel已經就緒。而 epoll 則不需要輪詢。

jdk1.4 是使用的 select/poll 模型
jdk1.5 以后把select/poll 改為了epoll模型

異步 I/O

只需要通知內核要執行什么操作，內核執行完成后通知你已經執行完成。

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下面分析下 阻塞I/O、NIO、AIO的數據處理流程

阻塞I/O 數據處理流程

從程序調用Socket.getInputStream()方法開始一直阻塞到程序有可讀數據。
阻塞期間程序不能做任何操作。由于網絡的傳輸效率問題，程序基本上都是在等待網絡數據傳輸，因此 阻塞I/O 效率很低。

如果客戶端有多個用戶同時訪問服務器，我們一般會開啟多線程進行處理，客戶端的請求。如下圖：

客戶端請求和服務器線程是一對一進行處理的，大量用戶同時訪問會造成服務器上創建大量的線程（線程上下文切換問題），可能導致服務器崩潰。
一般我們會采用線程池進行處理請求。

2. NIO 數據處理流程

程序需要調用Seletor.select()方法，阻塞獲取就緒的channel。然后從channel中讀取數據做響應的處理。這樣一個線程就可以處理多個請求，程序只需要處理已經就行的channel就ok了。

3.AIO 數據處理流程

程序調用AIO的accept方法并傳入Completionhandler，該方法是非阻塞方法。
等數據準備完成后回調Completionhandler處理響應操作。

程序只需要把具體的操作告知AIO就可以了，具體操作AIO來幫助你來操作。

NIO 和 AIO 性能上對比

AIO在性能上相對于NIO沒有本質的提升。
AIO只是幫助你從內核中將數據復制到用戶空間中，并調用你傳入的回調方法。
NIO 是需要程序自己從內核中將數據復制到用戶空間中，并需要程序自己調用相應的處理邏輯。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的IO、NIO、AIO 内部原理分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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