Java面试|BIO、NIO、AIO的区别和应用场景

Z时代
2024-01-10
分类：综合

java

摘要：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。

在学习Java I/O类库时，容易混淆NIO、BIO、AIO这几个概念，同时对于阻塞和非阻塞、同步和异步的理解也较为晦涩，这篇文章是对这几个概念的一些区分以及个人的一些见解。

BIO

Blocking I/O，同步阻塞I/O模型，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，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。应用场景：适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务端资源要求比较高，并发局限于应用中，在JDK 1.4以前是唯一的I/O实现，但程序直观简单易理解。

通俗理解为数据的读取写入必修阻塞在一个线程内，直到其完成。

NIO

New I/O，同步非阻塞I/O模型，服务器实现模式为一个请求一个线程，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请求时才启动一个线程进行处理。应用场景：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，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK 1.4开始支持。

是传统I/O的升级版，客户端和服务端通过Channel(通道）通讯，实现了多路复用。

NIO采用的是一种多路复用的机制，利用单线程轮询事件，高效定位就绪的Channel来决定做什么，只是Select阶段是阻塞式的，能有效避免大量连接数时，频繁线程的切换带来的性能或各种问题。

AIO

Asynchronous I/O，异步非阻塞I/O模型，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的 I/O 请求都是由 OS 先完成了再通知服务器应用启动线程进行处理。应用场景：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，JDK 7 开始支持。