一、AIO、BIO、NIO 的區(qū)別

AIO（異步 I/O）：AIO 是 Java NIO 2 中新增的一種 I/O 模式，它的特點是 I/O 操作不會阻塞線程，而是在后臺由操作系統(tǒng)完成，完成后會通知應(yīng)用程序。AIO 可以讓應(yīng)用程序在等待 I/O 完成時執(zhí)行其他任務(wù)，提高了系統(tǒng)的并發(fā)性能。AIO 適用于高并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如聊天室、多人在線游戲等。

BIO（阻塞 I/O）：BIO 是 Java 中最早的一種 I/O 模式，它的特點是 I/O 操作會阻塞線程，直到 I/O 操作完成。BIO 的缺點是并發(fā)性能較差，因為每個線程都會阻塞等待 I/O 完成。BIO 適用于連接數(shù)較少的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如 Web 應(yīng)用中的 Servlet。

NIO（非阻塞 I/O）：NIO 是 Java 中的一種 I/O 模式，它的特點是 I/O 操作不會阻塞線程，但是需要輪詢操作系統(tǒng)的 I/O 事件來判斷是否有 I/O 操作完成。NIO 可以讓應(yīng)用程序在等待 I/O 完成時執(zhí)行其他任務(wù)，提高了系統(tǒng)的并發(fā)性能。NIO 適用于連接數(shù)較多、并發(fā)性要求較高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如高性能的服務(wù)器應(yīng)用、網(wǎng)關(guān)應(yīng)用等。

二、應(yīng)用場景

AIO、BIO、NIO 適用于 Java 網(wǎng)絡(luò)編程，可以用于開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。以下是它們的一些應(yīng)用場景：

AIO：適用于高并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如聊天室、多人在線游戲等。

BIO：適用于連接數(shù)較少的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如 Web 應(yīng)用中的 Servlet。

NIO：適用于連接數(shù)較多、并發(fā)性要求較高的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如高性能的服務(wù)器應(yīng)用、網(wǎng)關(guān)應(yīng)用等。

三、NIO 的舉例

假設(shè)有一個服務(wù)器需要同時處理多個客戶端請求，傳統(tǒng)的 BIO 模式需要為每個客戶端請求創(chuàng)建一個線程，這樣會導(dǎo)致線程數(shù)量過多，占用大量的系統(tǒng)資源。而 NIO 模式可以通過單線程處理多個客戶端請求，極大地減少了線程數(shù)量，提高了系統(tǒng)的并發(fā)性能（詳細(xì)可了解后面的IO多路復(fù)用）。

具體實現(xiàn)方法是，使用 NIO 的 Selector 對象來監(jiān)聽多個通道的事件，當(dāng)某個通道有事件發(fā)生時，Selector 會通知應(yīng)用程序處理該事件。下面是一個簡單的 NIO 服務(wù)器實現(xiàn)代碼：

package com.pany.camp.io;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class NIOServer {
? ? public static void main(String[] args) throws IOException {
? ? ? ? // 創(chuàng)建一個 Selector 對象
? ? ? ? Selector selector = Selector.open();
? ? ? ? // 創(chuàng)建一個 ServerSocketChannel 對象，并綁定到指定端口
? ? ? ? ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
? ? ? ? serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080));
? ? ? ? serverSocketChannel.configureBlocking(false);
? ? ? ? // 將 ServerSocketChannel 注冊到 Selector 中，監(jiān)聽 ACCEPT 事件
? ? ? ? serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
? ? ? ? while (true) {
? ? ? ? ? ? // 阻塞等待事件發(fā)生
? ? ? ? ? ? selector.select();
? ? ? ? ? ? // 處理事件
? ? ? ? ? ? Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
? ? ? ? ? ? Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
? ? ? ? ? ? while (iterator.hasNext()) {
? ? ? ? ? ? ? ? SelectionKey selectionKey = iterator.next();
? ? ? ? ? ? ? ? if (selectionKey.isAcceptable()) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 處理 ACCEPT 事件
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SocketChannel socketChannel = ssc.accept();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? socketChannel.configureBlocking(false);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
? ? ? ? ? ? ? ? } else if (selectionKey.isReadable()) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 處理 READ 事件
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? socketChannel.read(buffer);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? buffer.flip();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? System.out.println("Received message: " + new String(buffer.array()));
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? // 處理完事件后，將該事件從 selectedKeys 集合中移除
? ? ? ? ? ? ? ? iterator.remove();
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? }
}

以上代碼創(chuàng)建了一個 NIO 服務(wù)器，使用單線程處理多個客戶端請求。當(dāng)有客戶端連接時，會觸發(fā) ACCEPT 事件，將該客戶端的 SocketChannel 注冊到 Selector 中，監(jiān)聽 READ 事件。當(dāng)客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)時，會觸發(fā) READ 事件，服務(wù)器可以讀取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。

四、NIO 在 Netty 中的使用

Netty 是一個基于 NIO 的高性能網(wǎng)絡(luò)編程框架，它封裝了 NIO 的底層細(xì)節(jié)，提供了更加簡單易用的 API，使得開發(fā)高性能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得更加容易。下面是 Netty 中 NIO 的一些應(yīng)用：

Channel：在 Netty 中，Channel 是 NIO 中的 SocketChannel 的封裝，它提供了更加簡單易用的 API，比如可以通過 ChannelPipeline 來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編解碼、流量控制、拆包粘包等功能。

EventLoop：在 Netty 中，EventLoop 是 NIO 中的 Selector 的封裝，它負(fù)責(zé)處理所有的 I/O 事件，包括連接、讀、寫等事件。通過 EventLoop 的多線程處理能力，可以實現(xiàn)高并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

ByteBuf：在 Netty 中，ByteBuf 是 NIO 中的 ByteBuffer 的封裝，它提供了更加靈活的內(nèi)存管理方式，可以實現(xiàn)零拷貝的數(shù)據(jù)傳輸。

ChannelFuture：在 Netty 中，ChannelFuture 是 NIO 中的 Future 的封裝，它提供了更加簡單易用的異步編程方式，可以實現(xiàn)非阻塞的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

ChannelHandlerContext：在 Netty 中，ChannelHandlerContext 是 ChannelPipeline 中的一個節(jié)點，它提供了更加靈活的事件處理方式，可以實現(xiàn)自定義的數(shù)據(jù)編解碼、流量控制、拆包粘包等功能。

Netty 是一個基于 NIO 的高性能網(wǎng)絡(luò)編程框架，它封裝了 NIO 的底層細(xì)節(jié)，提供了更加簡單易用的 API，使得開發(fā)高性能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得更加容易。

到此這篇關(guān)于Java中AIO、BIO、NIO應(yīng)用場景及區(qū)別的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java AIO BIO NIO內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論