BIO,NIO的区别,使用场景。

时间:2022-05-19 06:43:06

一、什么是io?

i就是input,输入,o就是output,输出,合起来就是以流为基本的输入输出。

二、传统的io

传统的服务器端同步阻塞I/O处理(也就是BIO,Blocking I/O):

当客户端有请求到服务端的时候,服务端就会开启一个线程进行处理,当有多个请求进入时,就会开启多个线程分别处理对应的请求。

现在的多线程一般都使用线程池,可以让线程的创建和回收成本相对较低。在活动连接数不是特别高(小于单机1000)的情况下,这种模型是比较不错的,可以让每一个连接专注于自己的I/O并且编程模型简单,也不用过多考虑系统的过载、限流等问题、

三:NIO出现的原因背景

当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的BIO模型是无能为力的。随着移动端应用的兴起和各种网络游戏的盛行,百万级长连接日趋普遍,此时,必然需要一种更高效的I/O处理模型。

大多数客户端BIO+连接池模型,可以建立n个连接,然后当某一个连接被I/O占用的时候,可以使用其他连接来提高性能。

但多线程的模型面临和服务端相同的问题:如果指望增加连接数来提高性能,则连接数又受制于线程数、线程很贵、无法建立很多线程,则性能遇到瓶

四:常见的I\O模型对比:

以socket.read()为例子:

  • 传统的BIO里面socket.read(),如果TCP RecvBuffer里没有数据,函数会一直阻塞,直到收到数据,返回读到的数据。
  • 对于NIO,如果TCP RecvBuffer有数据,就把数据从网卡读到内存,并且返回给用户;反之则直接返回0,永远不会阻塞。
  • 最新的AIO(Async I/O)里面会更进一步:不但等待就绪是非阻塞的,就连数据从网卡到内存的过程也是异步的。
  • 换句话说,BIO里用户最关心“我要读”,NIO里用户最关心"我可以读了",在AIO模型里用户更需要关注的是“读完了”。
  • NIO一个重要的特点是:socket主要的读、写、注册和接收函数,在等待就绪阶段都是非阻塞的,真正的I/O操作是同步阻塞的(消耗CPU但性能非常高)。
  • NIO存在的问题

  • 使用NIO != 高性能,当连接数<1000,并发程度不高或者局域网环境下NIO并没有显著的性能优势。

    NIO并没有完全屏蔽平台差异,它仍然是基于各个操作系统的I/O系统实现的,差异仍然存在。使用NIO做网络编程构建事件驱动模型并不容易,陷阱重重。

    推荐大家使用成熟的NIO框架:如Netty,MINA等,解决了很多NIO的陷阱,并屏蔽了操作系统的差异,有较好的性能和编程模型。

五:NIO总结

NIO给我们带来了些什么:

  • 事件驱动模型
  • 避免多线程
  • 单线程处理多任务
  • 非阻塞I/O,I/O读写不再阻塞,而是返回0
  • 基于block的传输,通常比基于流的传输更高效
  • 更高级的IO函数,zero-copy
  • IO多路复用大大提高了Java网络应用的可伸缩性和实用性