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一、I/O模型
1.1 I/O模型基本说明
I/O模型的简单理解: I/O模型就是用什么样的 通道进行数据的发送和接受,很大程度上 决定了程序通信的性能
1.2 Java支持的3种网络编程I/O模式
Java共支持 3种网络编程模型I/O模式: BIO、NIO、AIO
1.3 JavaBIO(同步阻塞)
JavaBIO:传统的阻塞模式
同步且阻塞(传统阻塞性),服务器实现模式为一个连接一个服务器,即客户端有连接请求时服务器就需要启动一个线程进行处理,如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销
下图为BIO简单执行流程
传统的阻塞式
BIO的缺点是客户端一直在连接服务器,服务器会为每一个客户端开辟一个线程对客户端处理,但有时客户端不是一直对服务器进行IO操作的,所以这样会导致服务器阻塞,进而对服务器产生很多不必要的线程开销,资源浪费
1.4 JavaNIO (同步非阻塞)
JavaNIO:同步非阻塞
同步非阻塞,服务器实现模式为一个线程处理多个请求(连接),即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上(Selector),多路复用轮询到连接有I/O请求就进行处理
下图为NIO简单执行流程
NIO的优点
由于客户端不是一直对服务器进行IO操作的,所以通过Selector选择器进行轮询,均匀分配到需要对服务器进行IO操作的客户端,这样就利用了客户端闲置的时间来节省服务器内存的消耗
当然,如果客户端数量增大,服务器就要再开一个Thread连接Selector进行轮询分配,以此类推,这样就充分的减少内存消耗
1.5 JavaAIO(异步非阻塞)
JavaAIO:异步非阻塞
异步非阻塞,AIO引入异步通道的概念,采用了Proactor模式,简化了程序编写,有效的请求才启动线程,它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理,一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用
AIO目前并没有得到广泛的应用
AIO和操作系统有非常密切的关系
我们就不再进行画图讲解了,AIO了解即可
二、BIO、NIO、AIO适用场景分析
2.1 BIO应用场景
BIO方式适用于连接数目比较少且固定的架构,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,但程序简单易理解
2.2 NIO应用场景
NIO方式适用于连接数目较多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器,弹幕系统,服务器间通讯等,编程比较复杂,JDK1.4开始支持
2.3 AIO应用场景
AIO方式使用于连接数目较多且连接时间较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分调用OS操作系统参与并发操作,编程比较复杂,JDK1.7开始支持
三、BIO、NIO、AIO的区别
名称 | BIO | NIO | AIO |
---|---|---|---|
IO模型 | 同步阻塞 | 同步非阻塞(多路复用) | 异步非阻塞 |
编程难度 | 简单 | 复杂 | 复杂 |
可靠性 | 差 | 好 | 好 |
吞吐量 | 低 | 高 | 高 |
BIO同步阻塞
到理发店理发,理发店人多,就一直等理发师,知道轮到自己理发
NIO同步非阻塞
到理发店理发,发现理发店人很多,就先告诉理发师说一会再来,自己先去干其它事情,一会再回来看看是否轮到了自己
AIO异步非阻塞
给理发师打电话,让理发师上门服务,自己干其它事情,理发师自己来家里理发
Netty
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⛲小结
以上就是【Bug 终结者】对Java网络编程IO模型简单的理解,小编认为Java中支持三种网络编程IO模型,BIO、NIO、AIO,Netty对NIO又做了一层封装,要学Netty,那就得先把网络编程模型搞懂,相信到这里,你已经对BIO、NIO、AIO有了一个大致的理解,通过本文能加固你对BIO、NIO、AIO的理解
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