java nio与bio的区别详解

javanio与bio的区别详解

咱们在前面学习了linux的5种I/O模型详解
下面咱们一起来学习下如何运用java完结BIO/NIO/AIO这3种不同的网络IO模型编程。
BIO编程
BIO作为最基础的IO版别，完结起来比较简单。
Server
client
发动测验
发动服务端
发动客户端
再次查看服务端日志
线程池版别
BIO的缺点
缺点其实十分显着，每次都要创立一个线程去处理。
比方我的完结是直接堵塞当时线程的，这当然十分的不友好。
能够运用线线程池的办法进行优化改善。
线程版别
线程池版别
其他代码保持不变。
优缺点
线程池版别的BIO又被称作伪异步IO。
归于在NIO还没有盛行之前的一种实战解决方案。
这种办法的功能和BIO想比较提升了许多，完结起来也比较简单，但是可靠性相对较差。
NIO基本概念
Buffer
JavaNIOBuffers用于和NIOChannel交互。正如你现已知道的，咱们从channel中读取数据到buffers里，从buffer把数据写入到channels.
buffer本质上就是一块内存区，能够用来写入数据，并在稍后读取出来。
这块内存被NIOBuffer包裹起来，对外供给一系列的读写便利开发的接口。
Channel
JavaNIOChannel通道和流十分相似，主要有以下几点差异：
通道能够读也能够写，流一般来说是单向的（只能读或许写）。
通道能够异步读写。
通道总是根据缓冲区Buffer来读写。
Selector
用单线程处理多个channels的好处是我需求更少的线程来处理channel。
实际上，你甚至能够用一个线程来处理所有的channels。
从操作系统的视点来看，切换线程开支是比较昂贵的，而且每个线程都需求占用系统资源，因而暂用线程越少越好。
需求留意的是，现代操作系统和CPU在多任务处理上现已变得越来越好，所以多线程带来的影响也越来越小。
假如一个CPU是多核的，假如不执行多任务反而是浪费了机器的功能。不过这些规划讨论是另外的话题了。
简而言之，经过Selector咱们能够完结单线程操作多个channel。
NIO完结办法
NIO采取通道（Channel）和缓冲区(Buffer)来传输和保存数据，它对错堵塞式的I/O，即在等候衔接、读写数据（这些都是在一线程以客户端的程序中会堵塞线程的操作）的时分，程序也能够做其他工作，以完结线程的异步操作。
考虑一个即时音讯服务器，可能有上千个客户端一起衔接到服务器，但是在任何时刻只要十分少量的音讯需求读取和分发（假如采用线程池或许一线程一客户端办法，则会十分浪费资源），这就需求一种办法能堵塞等候，直到有一个通道能够进行I/O操作。
NIO的Selector选择器就完结了这样的功用，一个Selector实例能够一起检查一组信道的I/O状况，它就相似一个观察者，只要咱们把需求探知的SocketChannel告诉Selector,咱们接着做别的工作，当有事情（比方，衔接翻开、数据到达等）产生时，它会告诉咱们，传回一组SelectionKey,咱们读取这些Key,就会取得咱们刚刚注册过的SocketChannel,然后，咱们从这个Channel中读取数据，接着咱们能够处理这些数据。
Selector内部原理实际是在做一个对所注册的Channel的轮询拜访，不断的轮询(目前就这一个算法)，一旦轮询到一个Channel有所注册的工作产生，比方数据来了，它就会读取Channel中的数据，并对其进行处理。
要运用选择器，需求创立一个Selector实例，并将其注册到想要监控的信道上（经过Channel的办法完结）。
最后调用选择器的select()办法，该办法会堵塞等候，直到有一个或多个信道预备好了I/O操作或等候超时，或另一个线程调用了该选择器的wakeup()办法。
现在，在一个单独的线程中，经过调用select()办法，就能检查多个信道是否预备好进行I/O操作，由于非堵塞I/O的异步特性，在检查的一起，咱们也能够执行其他任务。
服务端
过程
（1）创立一个Selector实例；
（2）将其注册到各种信道，并指定每个信道上感兴趣的I/O操作；
（3）重复执行：
代码完结
客户端
代码完结
测验
运转服务端
服务端
运转客户端
客户端
服务端
JDKAIO
jdk7中新增了一些与文件(网络)I/O相关的一些api。这些API被称为NIO.2，或称为AIO(AsynchronousI/O)。
AIO最大的一个特性就是异步才能，这种才能对socket与文件I/O都起作用。
完结办法
Future办法
即提交一个I/O操作恳求（accept/read/write），返回一个Future。
然后您能够对Future进行检查（调用get(timeout)），确定它是否完结，或许堵塞IO操作直到操作正常完结或许超时异常。
运用Future办法很简单，需求注意的是，由于Future.get()是同步的，所以假如不仔细考虑运用场合，运用Future办法可能很简单进入彻底同步的编程模式，然后使得异步操作成为一个摆设。
假如这样，那么原来旧版别的SocketAPI便能够彻底担任，大可不必运用异步I/O.
Callback办法
即提交一个I/O操作恳求，而且指定一个CompletionHandler。
当异步I/O操作完结时，便发送一个告诉，此时这个CompletionHandler目标的completed或许failed办法将会被调用。
功能
由于AIO的施行需充沛调用OS参加，IO需求操作系统支撑、并发也相同需求操作系统的支撑，所以功能方面不同操作系统差异会比较显着。
Future完结办法
Server
客户端
测验
发动服务端
发动客户端
服务端日志
Callback模式
服务端
客户端
同上
小结