网络通信1 AIO 和 BIO和 NIO

一网络编程模型

1.1.1 常见网络编程I/O模型

常见的网络编程I/O模型有：AIO、BIO、NIO

BIO: BIO网络编程模型：Blocking IO即阻塞IO。服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，也就是1对1的处理请求，如果这个连接不做任何事情就会造成不必要的连接开销。

2. NIO:Non-Blocking IO,同步非阻塞io：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，多路复用器轮询到连接有I/O请求就进行处理。

3.AIO: Async IO 异步非阻塞。AIO引入了异步通道的概念，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。

1.1.2 使用场景

1.BIO方式适用于连接树木比较小且固定的架构，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，程序简单易理解。

2.NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（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。

3.AIO方式适用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

二阻塞&非阻塞，同步&非同步

2.1 阻塞与非阻塞

阻塞：当试图对该文件描述符进行读写时, 如果当时没有东西可读,或者暂时不可写, 程序就进入等待状态, 直到有东西可读或者可写为止（强迫症，必须这件事做完才能做其他事情，否则一直等待）。

例如：去公交站充值，发现这个时候，充值人员不在(可能上厕所去了)，然后我们就在这里等待，一直等到充值人员回来为止(当然显示社会，可不是这样，但是在计算机里确实如此)

非阻塞：如果没有东西可读, 或者不可写, 读写函数马上返回, 而不会等待。（先取号，可以去做其他事情，叫号后，过来完成该事情）

例如：银行里取款业务时，领取一张小票，领取完后我们自己可以玩玩手机，或者与别人聊聊天，当轮到我们时，银行的喇叭会通知，这时候我们就可以去了。

2.2 同步与异步

同步：指的是用户进程触发IO操作并等待或者轮询的去查看IO操作是否就绪（亲力亲为且专注于一件事）。

例如：自己上街买衣服，自己亲自干这件事情，别的事情不干了。

异步：异步是指用户进程P触发IO操作以后，用户进程P便开始做自己的事情，而当IO操作已经完成的时候会得到IO完成的通知（指示别人帮自己做事，完成后得到通知）。

例如：告诉朋友自己合适衣服的尺寸，大小、颜色、让朋友委托去买，然后自己可以去干别的事。

2.3 AIO&BIO&NIO形象案例

假设有这么一个场景，有一排水壶（客户）在烧水。

AIO的做法是，每个水壶上装一个开关，当水开了以后会提醒对应的线程去处理。

NIO的做法是，叫一个线程不停的循环观察每一个水壶，根据每个水壶当前的状态去处理。

BIO的做法是，叫一个线程停留在一个水壶那，直到这个水壶烧开，才去处理下一个水壶。

可以看出AIO是最聪明省力，NIO相对省力，叫一个人就能看所有的壶，BIO最愚蠢，劳动力低下。

2.4 进程调用IO的步骤

进程中的IO调用步骤大致可以分为以下四步：

1.进程向操作系统请求数据 ;

2.操作系统把外部数据加载到内核的缓冲区中;

3.操作系统把内核的缓冲区拷贝到进程的缓冲区;

4.进程获得数据完成自己的功能 ;