Java网络编程详解(BIO、NIO、AIO)

本文会从传统的BIO到NIO再到AIO自浅至深介绍，并附上完整的代码讲解。网络编程的基本模型是C/S模型，即两个进程间的通信。服务端提供IP和监听端口，客户端通过连接操作向服务端监听的地址发起连接请求，通过三次握手连接，如果连接成功建立，双方就可以通过套接字进行通信。

在了解BIO，NIO，AIO之前先了解一下IO的几个概念:

　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。 例如自己亲自出马持银行卡到银行取钱；

　2、异步：用户触发IO操作以后，可以去干别的事，IO操作完成以后再通知当前线程。例如让小弟去银行帮你取钱，你可以干别的事；

　3、阻塞：当试图进行读写文件的时候，发现不可读取或没东西读，则进入等待状态直到可读。例如ATM排队取钱；

　4、非阻塞：用户进程访问数据时，会马上返回一个状态值(可读或不可读)，例如在银行柜台办理业务，先取个号，然后坐在椅子上做其它事，你可以不断问大堂经理排到了没有，大堂经理如果说还没到，你就不能去，直到广播通知你去办理，(使用非阻塞IO时，如果不能读写，Java调用会马上返回，当IO事件分发器通知可读写时，再继续进行读写，不断循环直到读写完成)。

同步阻塞(JAVA BIO)，每一个socket套接字需要使用一个线程来处理。建立连接、进行读写操作的时候都可能阻塞。在服务器端如果要支持并发的连接时，需要更多的线程。连接不做任何事情的时候会造成不必要的线程开销，可通过线程池来改善。

NIO(同步非阻塞) ，基于事件驱动(在程序里，程序停止在那不动，你点击一个按钮，它就有反应了，过一会，又没反应了，你再点一下，它又继续运行)，采用的Reactor模式(Reactor模式，首先是事件驱动的，有一个或多个并发输入源，有一个Service Handler，有多个Request Handlers；这个Service Handler会同步的将输入请求（Event）多路复用地分发给相应的Request Handler）。Reactor会处理所有客户端的Socket套接字的事件，然后派发到不同的线程中。这样就解决了BIO中为了支撑更多的Socket套接字而需要更多的线程。

AIO（异步非阻塞），AIO采用了Proactor模式，AIO与NIO的不同之处在于当AIO在进行读写操作时，不用先等通知，可直接调用相应的read/write方法，这两种方法均为异步的，对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区，并通知应用程序；对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序，而NIO的通知是发生在动作之前的，是在可读、写的时候，Selector发现了这些事件后调用Handler处理。

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