开篇

我们一直都在说传统的 IO属于阻塞 IO，而 NIO属于非阻塞的 IO.

我一直在理解 阻塞 IO 和 非阻塞 IO 的区别。

看了这么多文章后，今天算是小有所获，可以用形象的语言来表达他们的区别了。

需求背景

我们利用一个需求来进行解释：服务端需要接收多个客户端传输过来的信息，该流程只包含接收部分，至于接收到的数据是通过线程池进行处理还是怎么处理，不属于本章讨论范畴，我们只讨论几种不同的IO的接收流程。

阻塞 IO：BIO

传统的IO是BIO 也称为同步阻塞 IO。阻塞是体现在哪里了？

首先给个结论：它会从头阻塞到尾！

我们通过下图进行理解：

一个应用读取到数据，其实是经过了2个流程。

1. 数据先是通过网络填充满系统内核
2. 然后从系统内核读取到应用程序（用户空间）

上述2个流程很重要，请用心背住并多加理解。

BIO在每一次IO读取上，会在第一个流程开始到第二个流程结束这个全过程中阻塞。

结合具体的业务来讲：客户端同服务端每建立一个连接进行数据传输时，服务端就需要1个线程等待上述进行1和2完成后，才能进行后续收集到的数据的处理任务。

这个过程意味着，服务端需要同N个客户端进行通信，那么在服务端就需要N个线程进行监听。

非阻塞 IO：NIO

NIO 也就是 同步非阻塞 IO，它优化了传统 IO 在上述流程中的第1步。

这里的非阻塞指的就是：在第一个流程中，判定系统内核的数据是否可读上，是非阻塞的，是通过不停轮询进行判定的。

具体而言如下图所示：

异步IO 在第一个流程中，线程会不段的轮询去获取系统内核的数据是否就位这个状态，如果就位了，才能将数据从系统内核拷贝到用户空间。在第一个流程中，系统是没有被阻塞的，但是却是在不停的进行轮询判定。

这个地方其实我也是有疑问的：

非阻塞IO对于阻塞IO而言，非阻塞IO在第一个流程确实是阻塞，但是其却是只能通过不停轮询判定数据是否可读的状态。这样做，性能上有何提升？

望有高手能够解答下这个疑惑！

IO多路复用

IO多路复用是在NIO基础的改进，Netty就是基于IO多路复用进行数据接收的。

首先IO多路在不同系统的不同模式下实现是由细微差异的，不过大体的流程一致。

在第一个阶段上：

• 每一个连接都会注册到系统的 系统内核上。
• 系统通过某种手段（select\poll\epoll） 判定当前数据是否可读，当可读的时候通过callback事件回调的方式，进行后续数据处理。

1. select和poll模型支持的fd有限，且对于fd的扫描是顺序扫描，所以高并发下性能不好。
2. Linux下的epoll模型支持更多的fd和基于活跃扫描并回调的方式进行处理，所以高并发下性能更好。

还有一点需要指出：通过IO多路复用，可以1个线程支持多个连接，这个是上述IO模型不具备的。

异步IO：AIO

异步IO是异步非阻塞IO，性能更强大了，全程都是基于callback的。

如下图所示：

举例说明

我们通过一个现实的例子来举例：我们去银行办理业务，需要先填写业务表单，然后才能进行后续的业务。

传统的 IO就是：你走到柜台后，柜台小姐姐盯着你填写业务表单，后续给你办理业务。在填写表单到后续业务处理的过程，柜台小姐姐会一直为你服务。这个过程中你填写业务表达的过程的时候，柜台小姐姐就只是盯着你而已，并没有做什么工作，存在资源浪费。

多路复用就是：你先到银行大厅填表，当你填写完成后你告诉大厅分流的小姐姐我填写完成了，然后由她给你安排一个操作柜台进行后续业务处理。

说实话，这篇文章，修改了几次，随着个人理解加深，很多地方感觉还是不够，希望大家多多指点。

参考地址

https://github.com/CyC2018/Interview-Notebook/blob/master/notes/Socket.md

https://blog.csdn.net/woaixiaopangniu521/article/details/70279143