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发布于 2024-05-17 / 3 阅读
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Java IO:Java IO模型介绍

Java中的AIO、BIO、NIO是三种不同的I/O模型:

  1. BIO(Blocking I/O):同步阻塞I/O模型。在BIO模型中,应用程序发起I/O操作后,会一直阻塞等待I/O操作完成,期间不能进行其它任务。当I/O操作完成后,应用程序才能继续执行。BIO模型是Java早期的I/O API,使用了传统的同步I/O机制。BIO 是传统的阻塞式 I/O 模型,它以流的形式进行操作,每个连接都需要独立的线程来处理,当一个线程进行 I/O 操作时,它会一直阻塞直到数据准备好,这样就会造成线程数量的浪费。BIO 适用于连接数比较小的情况。

  2. NIO(Non-blocking I/O):同步非阻塞I/O模型。在NIO模型中,应用程序发起I/O操作后,不需要等待I/O操作完成,可以继续执行其它任务。但是在检查I/O操作完成状态时,仍然需要进行阻塞等待,直到I/O操作完成或者有数据可读取。NIO模型是Java 1.4中引入的新I/O API,使用了基于事件驱动的I/O机制。NIO 是一种基于事件驱动的 I/O 模型,它通过一个线程来处理多个连接,这样可以避免了线程数量的浪费。当一个连接有数据可读时,会触发一个事件通知线程,线程就可以处理该连接的数据。NIO 适用于连接数较多的情况。

  3. AIO(Asynchronous I/O):异步非阻塞I/O模型。在AIO模型中,应用程序发起I/O操作后,不需要等待I/O操作完成,而是可以继续执行其它任务。当I/O操作完成后,操作系统会通知应用程序进行后续处理。AIO模型是Java 7中引入的新I/O API,使用了操作系统的异步I/O机制。AIO 是 Java 7 中引入的一种异步 I/O 模型,它是基于 NIO 的,但是相比于 NIO,AIO 更加高级,可以实现异步读写操作。当一个 I/O 操作完成时,会触发一个回调函数,这样就可以实现异步处理。AIO 适用于连接数极多、连接时间较长、但数据交互量较小的情况。

相比于BIO模型,AIO和NIO模型能够支持更高的并发性能和更低的系统开销,因为它们能够利用操作系统的异步I/O机制或事件驱动机制,让应用程序更有效地利用CPU资源和I/O资源。但是,AIO和NIO模型的编程模型比BIO模型更复杂,需要更加深入的理解和掌握。

总之,BIO 适用于连接数比较小的情况,NIO 适用于连接数较多的情况,而 AIO 适用于连接数极多、连接时间较长、但数据交互量较小的情况。在实际应用中,应根据具体业务场景选择合适的 I/O 模型。