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  • JAVA NIO是同步非阻塞I/O的理解与NIO多路复用器Selector

    本文链接:https://blog.csdn.net/qq_36118769/article/details/85293865

    一般来说,服务器端的I/O主要有两种情况:
    一是来自网络的I/O;
    二是对文件(设备)的I/O。
    首先一个IO操作其实分成了两个步骤:发起IO请求和实际的IO操作,同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞,如果实际的IO读写阻塞请求进程,那么就是同步IO,因此阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO都是同步IO,如果不阻塞,而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你,那么就是异步IO。

        阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步,发起IO请求是否会被阻塞,如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO,如果不阻塞,那么就是非阻塞IO。

    同步:所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。

    异步:异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。

    一、
    JAVA NIO是同步非阻塞io。同步和异步说的是消息的通知机制,阻塞非阻塞说的是线程的状态 。
    client和服务器建立了socket连接:
    1、同步阻塞io:client在调用read()方法时,stream里没有数据可读,线程停止向下执行,直至stream有数据。

        阻塞:体现在这个线程不能干别的了,只能在这里等着
        同步:是体现在消息通知机制上的,即stream有没有数据是需要我自己来判断的。

    2、同步非阻塞io:调用read方法后,如果stream没有数据,方法就返回,然后这个线程就就干别的去了。

        非阻塞:体现在,这个线程可以去干别的,不需要一直在这等着
        同步:体现在消息通知机制,这个线程仍然要定时的读取stream,判断数据有没有准备好,client采用循环的方式去读取,可以看出CPU大部分被浪费了

    3、异步非阻塞io:服务端调用read()方法,若stream中无数据则返回,程序继续向下执行。当stream中有数据时,操作系统会负责把数据拷贝到用户空间,然后通知这个线程,这里的消息通知机制就是异步!而不是像NIO那样,自己起一个线程去监控stream里面有没有数据!

    二、 Selector不是异步的。因为它对IO的读写还是同步阻塞的。

        selector简称多路复用器,它是JAVA
        NIO编程的基础简单来讲,selector会不断轮询注册在其上的channel,如果某个channel上面发生了读或者写事件,这个channel就会处于就绪状态,会被selector轮询出来,然后通过selectorKey可以获取就绪channel的集合,进行后续的io操作。

    三、
    一般来说 I/O 模型可以分为:同步阻塞,同步非阻塞,异步阻塞,异步非阻塞 四种IO模型

    同步阻塞 IO :

    在此种方式下,用户进程在发起一个 IO 操作以后,必须等待 IO 操作的完成,只有当真正完成了 IO 操作以后,用户进程才能运行。 JAVA传统的 IO 模型属于此种方式!

    同步非阻塞 IO:

    在此种方式下,用户进程发起一个 IO 操作以后 边可 返回做其它事情,但是用户进程需要时不时的询问 IO 操作是否就绪,这就要求用户进程不停的去询问,从而引入不必要的 CPU 资源浪费。其中目前 JAVA 的 NIO 就属于同步非阻塞 IO 。

    异步阻塞 IO :

    此种方式下是指应用发起一个 IO 操作以后,不等待内核 IO 操作的完成,等内核完成 IO 操作以后会通知应用程序,这其实就是同步和异步最关键的区别,同步必须等待或者主动的去询问 IO 是否完成,那么为什么说是阻塞的呢?因为此时是通过 select 系统调用来完成的,而 select 函数本身的实现方式是阻塞的,而采用 select 函数有个好处就是它可以同时监听多个文件句柄,从而提高系统的并发性!

    异步非阻塞 IO:

    在此种模式下,用户进程只需要发起一个 IO 操作然后立即返回,等 IO 操作真正的完成以后,应用程序会得到 IO 操作完成的通知,此时用户进程只需要对数据进行处理就好了,不需要进行实际的 IO 读写操作,因为 真正的 IO读取或者写入操作已经由 内核完成了。目前 Java 中还没有支持此种 IO 模型。

    参考:https://www.zhihu.com/question/27991975
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    原文链接:https://blog.csdn.net/qq_36118769/article/details/85293865

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