IO、NIO和AIO的区别

 

IO和NIO的区别：其本质就是阻塞和非阻塞的区别。

阻塞概念：应用程序在获取网络数据的时候，如果网络传输数据很慢，那么久一直等着，知道传输完毕为止。
非阻塞概念：应用程序直接可以获取已经准备就绪好的数据，无需等待。(从操作系统缓冲区中直接读取已经缓冲完毕的数据，不用阻塞等待数据缓冲完毕，可以在这段时间中做其他事)。

同步和异步的区别：

同步：应用程序会直接参与IO读写操作哦，并且应用程序会直接阻塞到某个方法上，知道数据准备就绪；或者采用轮询的策略实时检查数据的就绪状态，如果就绪则获取数据。
异步：所有的IO读写交给操作系统处理，于应用程序没有直接关系，程序不需要关心IO读写，当操作系统完成了IO读写时，会给应用程序发送通知，应用程序直接拿走数据即可。

同步说的是server服务端的执行方式（面向操作系统，异步：操作系统已经完成加载的过程）
阻塞说的是具体技术，接收数据的方式、状态（io、nio）

传统的IO特点
它的各种流是阻塞的。
单线程的情况下，只能存在一个客户端。以为档一个线程调用读写的方法的时候，会被阻塞，直到有一些数据被读取或者数据被完全写入。它是面向流的。每次是从流中读取一个后者多个字节，直到所有的字节被读完。没有缓冲区，不能前后移动流中的数据。serverSocket和socket都是阻塞式的，因此一旦有大规模的并发行为，而每一个访问都会开启一个新线程。

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2：NIO
NIO中没有数据可读时，read()会立即返回0，线程不会阻塞。

多路复用器（seletor），他是NIO编程的基础，非常重要，多路复用器提供选择已经就绪的任务的能力。

简单说，就是Selector会不断地轮询注册在其上的通道（Channel），如果某个通道发生了读写操作，这个通道就处于就绪状态，会被Selector轮询出来，然后通过SelectionKey可以取得就绪的Channel集合，从而进行后续的IO操作。

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是为了弥补IO的不足而诞生的，性特性为：非阻塞I/O，选择器，缓冲以及管道。管道（Channel），缓冲（Buffer） ，选择器（ Selector）是其主要特征：

buffer：因为NIO是基于缓冲的，所以buffer是最底层的必要类，这也是IO和NIO的根本不同，虽然stream等有buffer开头的扩展类，但只是流的包装类，还是从流读到缓冲区，而NIO却是直接读到buffer中进行操作。

channel：类似于IO的stream，但是不同的是除了FileChannel，其他的channel都能以非阻塞状态运行。FileChannel执行的是文件的操作，可以直接DMA操作内存而不依赖于CPU。其他比如socketchannel就可以在数据准备好时才进行调用。

selector：用于分发请求到不同的channel，这样才能确保channel不处于阻塞状态就可以收发消息。

AIO：
在NIO基础上引入了异步通道的概念，并提供了异步文件异步套接字通道的实现。AIO不需要通过多路复用器对注册的通道进行轮询操作即可实现异步读写，从而简化了NIO变成模型。

但select，pselect，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。