BIO、NIO、AIO详解

一、基础概念: 阻塞/非阻塞、同步/异步

1.1 阻塞/非阻塞和同步/异步这两个概念的区别

1.1.1 他们不是一回事，是两个不同维度

概念	讨论的层面	问题核心
阻塞/非阻塞	线程等待状态	当线程发起I/O操作时，是"停下来等结果"，还是"立刻返回自己干别的"
同步/异步	结果通知方式	谁负责通知I/O操作完成？是自己主动去取，还是系统回调告诉你

可以这么理解:

"阻塞/非阻塞"->线程等不等
"同步/异步"->结果谁来告诉你

两者的本质区别总结一句话: "阻塞/非阻塞"关注的是线程是否空等，"同步/异步"关注的是I/O完成后通知的方式。

1.1.2 一个生活例子: 点外卖 🍔

我们用"点外卖"的例子讲这四种组合：
①同步阻塞(最传统的方式)

你打电话点外卖 → 然后就在家门口等着，直到外卖送到，什么都不干。

线程: 等待中(被阻塞)
结果通知: 靠你自己等
举例: Java的BIO模型

java 复制代码

# 类比
read() // 没数据？我就一直等...

②同步非阻塞

你打电话点外卖 → 然后每隔一会儿跑去门口看看外卖到了没。

线程: 没有被阻塞（可以做别的事）
结果通知: 仍然是你自己反复检查
举例: Java 的 NIO（Selector 轮询）

java 复制代码

# 类比
while(true){
    if(channel.read(buffer) > 0){ 
        // 终于有数据了！
    } else {
        // 没有数据，继续干别的
    }
}

③异步阻塞(理论上存在但不常用)

你打电话点外卖 → 外卖系统说"到了我会打你电话"，但你却一直拿着手机等电话（别的事也不做）。

线程: 阻塞（在等通知）
结果通知: 系统（外卖）回调告诉你
实际系统中不常用

④异步非阻塞(最现代、最高效)

你打电话点外卖 → 系统登记好 → 你继续干别的，外卖送到后系统自动发短信通知你"到了"。

线程: 不阻塞
结果通知: 系统主动回调
举例: Java AIO（异步通道回调 CompletionHandler）

java 复制代码

# 类比
channel.read(buffer, attachment, new CompletionHandler<Integer, Object>() {
    @Override
    public void completed(Integer result, Object attachment) {
        // 有数据可读了！系统通知我来处理
    }
});