一文讲解Java中的BIO、NIO、AIO之间的区别

BIO、NIO、AIO是Java中常见的三种IO模型

  • BIO:采用阻塞式I/O模型,线程在执行I/O操作时被阻塞,无法处理其他任务,适用于连接数比较少的场景;
  • NIO:采用非阻塞 I/O 模型,线程在等待 I/O 时可执行其他任务,通过 Selector 监控多个 Channel 上的事件,适用于连接数多但连接时间短的场景。
  • AIO:使用异步 I/O 模型,线程发起 I/O 请求后立即返回,当 I/O 操作完成时通过回调函数通知线程,适用于连接数多且连接时间长的场景。

简单说一下BIO

  • BIO,也就是传统的 IO,基于字节流或字符流(如 FileInputStream、BufferedReader 等)进行文件读写,基于 Socket 和 ServerSocket 进行网络通信。对于每个连接,都需要创建一个独立的线程来处理读写操作。

简单说一下NIO

  • NIO,JDK 1.4 时引入,放在 java.nio 包下,提供了 Channel、Buffer、Selector 等新的抽象,基于 RandomAccessFile、FileChannel、ByteBuffer 进行文件读写,基于 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 进行网络通信。

    实际上,"旧"的 I/O 包已经使用 NIO 重新实现过,所以在进行文件读写时,NIO 并无法体现出比 BIO 更可靠的性能。

    NIO 的魅力主要体现在网络编程中,服务器可以用一个线程处理多个客户端连接,通过 Selector 监听多个 Channel 来实现多路复用,极大地提高了网络编程的性能。

缓冲区Buffer也能极大提升一次IO操作的效率

简单说一下AIO

  • AIO 是 Java 7 引入的,放在 java.nio.channels 包下,提供了 AsynchronousFileChannel、AsynchronousSocketChannel 等异步 Channel。

  • 它引入了异步通道的概念,使得 I/O 操作可以异步进行。这意味着线程发起一个读写操作后不必等待其完成,可以立即进行其他任务,并且当读写操作真正完成时,线程会被异步地通知。

java 复制代码
AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("test.txt"), StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> result = fileChannel.read(buffer, 0);
while (!result.isDone()) {
    // do something
}
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