面试题：BIO、NIO、AIO 的区别是什么？

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前言

今天这是我在教室分享的一道面试题，怕忘记了自己花时间去研究了一下，看了大量的资料后整理的，不收藏你们就亏了哟。

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面试题：BIO,NIO,AIO的区别？

这是个网络编程的面试题：

在讲 BIO,NIO,AIO 之前先来回顾一下这样几个概念：同步与异步，阻塞与非阻塞。

同步

自己的理解：

也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事 （提交请求->等待服务器处理->处理完返回 这个期间客户端浏览器不能干任何事 ）

官方：

使用同步IO时，Java自己处理IO读写。

异步：

自己的理解：

请求通过事件触发->服务器处理（这是浏览器仍然可以作其他事情）->处理完毕

官方：

使用异步IO时，Java将IO读写委托给OS处理，需要将数据缓冲区地址和大小传给OS，完成后OS通知Java处理（回调）。

阻塞：

自己的理解：

阻塞就是说在煮水的过程中，你不可以去干其他的事情（性能和可靠性都不好）

官方：

使用阻塞IO时，Java调用会一直阻塞到读写完成才返回。

非阻塞：

自己的理解：

非阻塞就是在同样的情况下，可以同时去干其他的事情（对于低负载、低并发的应用程序）

官方：

使用非阻塞IO时，如果不能立马读写，Java调用会马上返回，当IO事件分发器通知可读写时在进行读写，不断循环直到读写完成。

IO的方式通常分为几种，同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO。

一、传统的BIO（同步阻塞的BIO）

就是说服务端一旦接受客户端的连接，就可以建立通信套接字在这个通信套接字上进行读写操作，此时不能再接收其他客户端连接请求，只能等待同当前连接的客户端的操作执行完成，不过可以通过多线程来支持多个客户端的连接，循环导致高cpu消耗。

服务器的实现模式是一个连接一个线程，这样的模式很明显的一个缺陷是：

由于客户端连接数与服务器线程数成正比关系，可能造成不必要的线程开销，严重的还将导致服务器内存溢出。当然，这种情况可以通过线程池机制改善，但并不能从本质上消除这个弊端。

问题：当出现高并发怎么办？

解决这个问题就有了下面的

二、NIO（同步非阻塞的NIO）。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法

从JDK1.4以后开始，JDK引入的新的IO模型NIO

• Channel(通道) ：通道是双向的，可读也可写，而流的读写是单向的。无论读写，通道只能和Buffer交互。因为 Buffer，通道可以异步地读写。
• Buffer(缓冲区) ：Buffer是一个对象，它包含一些要写入或者要读出的数据
• Selector(选择器) ：选择器用于使用单个线程处理多个通道。因此，它需要较少的线程来处理这些通道。线程之间的切换对于操作系统来说是昂贵的。因此，为了提高系统效率选择器是有用的。
  就是说加了三个功能来解决bio中的单线程一对多的问题

而服务器的实现模式是多个请求一个线程，即请求会注册到多路复用器Selector上，多路复用器轮询到连接有IO请求时才启动一个线程处理。

Java NIO: 单线程管理多个连接。

劣处：维护成本高，容易出现bug，项目大了之后消耗成本

三、AIO（异步非阻塞的AIO）

JDK1.7发布了NIO2.0也可以说是Nio的加强版，它是异步非阻塞的IO模型。

异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。

这就是真正意义上的异步非阻塞，服务器的实现模式为多个有效请求一个线程，客户端的IO请求都是由OS先完成再通知服务器应用去启动线程处理（回调）。

应用场景：并发连接数不多时采用BIO，因为它编程和调试都非常简单，但如果涉及到高并发的情况，应选择NIO或AIO，更好的建议是采用成熟的网络通信框架Netty。

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总结:理解了这，浓缩了还是有点东西的

• BIO是一个连接一个线程。

• NIO是一个请求一个线程。

• AIO是一个有效请求一个线程。