nio

你好,我是彤哥,本篇是netty系列的第三篇。

简介

上一章我们介绍了IO的五种模型,实际上Java只支持其中的三种,即BIO/NIO/AIO。

本文将介绍Java中这三种IO的进化史,并从使用的角度剖析它们背后的故事。

Java BIO

BIO概念解析

BIO,Blocking IO,阻塞IO,它是Java的上古产品,自出生就有的东西(JDK 1.0)。

使用BIO则数据准备和数据从内核空间拷贝到用户空间两个阶段都是阻塞的。

blocking-io

BIO使用案例

public class EchoServer {     public static void main(String[] args) throws IOException {         ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);         while (true) {             System.out.println("start accept");             Socket socket = serverSocket.accept();             System.out.println("new conn: " + socket.getRemoteSocketAddress());              new Thread(()->{                 try {                     BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));                     String msg;                                         // 读取消息,本文来源公从号彤哥读源码                     while ((msg = reader.readLine()) != null) {                         if (msg.equalsIgnoreCase("quit")) {                             reader.close();                             socket.close();                             break;                         } else {                             System.out.println("receive msg: " + msg);                         }                     }                 } catch (IOException e) {                     e.printStackTrace();                 }             }).start();         }     } }

客户端可以使用telnet来测试,而且你可以使用多个telnet来测试:

[c:\~]$ telnet 127.0.0.1 8080   Connecting to 127.0.0.1:8080... Connection established. To escape to local shell, press 'Ctrl+Alt+]'. hello world 我是人才 quit Connection closed by foreign host.

BIO的使用方式非常简单,服务端接收到一个连接就启动一个线程来处理这个连接的所有请求。

bio_nio_aio

所以,BIO最大的缺点就是浪费资源,只能处理少量的连接,线程数随着连接数线性增加,连接越多线程越多,直到抗不住。

Java NIO

NIO概念解析

NIO,New IO,JDK1.4开始支持,内部是基于多路复用的IO模型。

multiplexing-io

这里有个歧义,很多人认为Java的NIO是Non-Blocking IO的缩写,其实并不是。

使用NIO则多条连接的数据准备阶段会阻塞在select上,数据从内核空间拷贝到用户空间依然是阻塞的。

因为第一阶段并不是连接本身处于阻塞阶段,所以通常来说NIO也可以看作是同步非阻塞IO。

NIO使用案例

public class EchoServer {     public static void main(String[] args) throws IOException {         Selector selector = Selector.open();         ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();         serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));         serverSocketChannel.configureBlocking(false);         // 将accept事件绑定到selector上         serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);          while (true) {             // 阻塞在select上             selector.select();             Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();             // 遍历selectKeys             Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();             while (iterator.hasNext()) {                 SelectionKey sele