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關于BIO | NIO | AIO的討論一直存在，有時候也很容易讓人混淆，就我的理解，給出一個解釋：

BIO | NIO | AIO，本身的描述都是在Java語言的基礎上的。而描述IO，我們需要從兩個層面：

編程語言

實現原理

底層基礎

從編程語言層面

BIO | NIO | AIO 以Java的角度，理解，linux c里也有AIO的概念(庫)，這些概念不知道什么原因被炒火起來，這里只從Java角度入手。

• BIO，同步阻塞式IO，簡單理解：一個連接一個線程
• NIO，同步非阻塞IO，簡單理解：一個請求一個線程
• AIO，異步非阻塞IO，簡單理解：一個有效請求一個線程

BIO

在JDK1.4之前，用Java編寫網絡請求，都是建立一個ServerSocket，然后，客戶端建立Socket時就會詢問是否有線程可以處理，如果沒有，要么等待，要么被拒絕。即：一個連接，要求Server對應一個處理線程。

NIO

在Java里的由來，在JDK1.4及以后版本中提供了一套API來專門操作非阻塞I/O，我們可以在java.nio包及其子包中找到相關的類和接口。由于這套API是JDK新提供的I/O API，因此，也叫New I/O，這就是包名nio的由來。這套API由三個主要的部分組成：緩沖區（Buffers）、通道（Channels）和非阻塞I/O的核心類組成。在理解NIO的時候，需要區分，說的是New I/O還是非阻塞IO,New I/O是Java的包，NIO是非阻塞IO概念。這里講的是后面一種。

NIO本身是基于事件驅動思想來完成的，其主要想解決的是BIO的大并發問題： 在使用同步I/O的網絡應用中，如果要同時處理多個客戶端請求，或是在客戶端要同時和多個服務器進行通訊，就必須使用多線程來處理。也就是說，將每一個客戶端請求分配給一個線程來單獨處理。這樣做雖然可以達到我們的要求，但同時又會帶來另外一個問題。由于每創建一個線程，就要為這個線程分配一定的內存空間（也叫工作存儲器），而且操作系統本身也對線程的總數有一定的限制。如果客戶端的請求過多，服務端程序可能會因為不堪重負而拒絕客戶端的請求，甚至服務器可能會因此而癱瘓。

NIO基于Reactor，當socket有流可讀或可寫入socket時，操作系統會相應的通知引用程序進行處理，應用再將流讀取到緩沖區或寫入操作系統。?
也就是說，這個時候，已經不是一個連接就要對應一個處理線程了，而是有效的請求，對應一個線程，當連接沒有數據時，是沒有工作線程來處理的。

AIO

與NIO不同，當進行讀寫操作時，只須直接調用API的read或write方法即可。這兩種方法均為異步的，對于讀操作而言，當有流可讀取時，操作系統會將可讀的流傳入read方法的緩沖區，并通知應用程序；對于寫操作而言，當操作系統將write方法傳遞的流寫入完畢時，操作系統主動通知應用程序。?
即可以理解為，read/write方法都是異步的，完成后會主動調用回調函數。?
在JDK1.7中，這部分內容被稱作NIO.2，主要在java.nio.channels包下增加了下面四個異步通道：

• AsynchronousSocketChannel
• AsynchronousServerSocketChannel
• AsynchronousFileChannel
• AsynchronousDatagramChannel

其中的read/write方法，會返回一個帶回調函數的對象，當執行完讀取/寫入操作后，直接調用回調函數。

實現原理

說道實現原理，還要從操作系統的IO模型上了解

按照《Unix網絡編程》的劃分，IO模型可以分為：阻塞IO、非阻塞IO、IO復用、信號驅動IO和異步IO，按照POSIX標準來劃分只分為兩類：同步IO和異步IO。如何區分呢？首先一個IO操作其實分成了兩個步驟：發起IO請求和實際的IO操作，同步IO和異步IO的區別就在于第二個步驟是否阻塞，如果實際的IO讀寫阻塞請求進程，那么就是同步IO，因此阻塞IO、非阻塞IO、IO復用、信號驅動IO都是同步IO，如果不阻塞，而是操作系統幫你做完IO操作再將結果返回給你，那么就是異步IO。阻塞IO和非阻塞IO的區別在于第一步，發起IO請求是否會被阻塞，如果阻塞直到完成那么就是傳統的阻塞IO，如果不阻塞，那么就是非阻塞IO。

收到操作系統的IO模型，又不得不提select/poll/epoll/iocp，關于這四個的理解，不多做解釋，自己還沒理解到位。

可以理解的說明是：在Linux 2.6以后，java NIO的實現，是通過epoll來實現的，這點可以通過jdk的源代碼發現。而AIO，在windows上是通過IOCP實現的，在linux上還是通過epoll來實現的。

這里強調一點：AIO，這是I/O處理模式，而epoll等都是實現AIO的一種編程模型；換句話說，AIO是一種接口標準，各家操作系統可以實現也可以不實現。在不同操作系統上在高并發情況下最好都采用操作系統推薦的方式。Linux上還沒有真正實現網絡方式的AIO。

底層基礎

說到底層，要說Linux系統編程，這里自己也不熟悉，有待后來人補充了。?
只籠統的說一個：AIO實現

在windows上，AIO的實現是通過IOCP來完成的，看JDK的源代碼，可以發現

WindowsAsynchronousSocketChannelImpl

看實現接口：

implements Iocp.OverlappedChannel

再看實現方法：里面的read0/write0方法是native方法，調用的jvm底層實現，虛擬機技術不熟悉，不獻丑了。

在linux上，AIO的實現是通過epoll來完成的，看JDK源碼，可以發現，實現源碼是：

UnixAsynchronousSocketChannelImpl

看實現接口：

implements Port.PollableChannel

這是與windows最大的區別，poll的實現，在linux2.6后，默認使用epoll。

這樣就可以理解了。

寫在最后：Java開發為基礎的，對于操作系統底層的認知是沒有C語言為基礎的大牛好的，語言決定了思維方式，古人誠不欺我

最后，幾篇解釋的不錯的文章：

BIO NIO AIO

NIO.2 入門，第 1 部分: 異步通道 API

使用異步 I/O 大大提高應用程序的性能

轉載于:https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3521343.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的也谈BIO | NIO | AIO （Java版--转）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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