一.常見IO模型

1.BIO

BIO是一種傳統的同步阻塞的IO模型，每當有一個客戶端發送IO請求時，服務端就要創建一個線程進行處理。當數據還未準備好時，當前線程會一直阻塞，占用CPU資源，造成資源浪費，如下圖所示

BIO是基于流的形式來進行IO操作的，相較于NIO和AIO模型，在性能上相差較大。

2.NIO

NIO是同步非阻塞IO模型，它是基于緩沖區來實現的。核心主要包括三個部分：Channel、Buffer以及Selector。它會創建一個線程不斷去輪詢多個 socket 的狀態，只有當 socket 真正有讀寫事件時，才真正調用實際的 IO 讀寫操作，也就是通過Selector來監聽通道的事件，事件發生時，才會調用IO操作，不會造成阻塞。這樣就能減少線程的開銷以及資源浪費。在進行IO讀寫操作時，NIO 基于 Channel 和 Buffer(緩沖區)進行操作，數據總是從通道讀取到緩沖區中，或者從緩沖區寫入到通道中，如下圖所示。

3.AIO

AIO是異步的IO模型，在異步 IO 模型中，當用戶線程發起 read 操作之后，立刻就可以開始去做其它的事。從內核的角度來看，當它受到一個 異步 read 之后，它會立刻返回，說明 read 請求已經成功發起了，因此不會對用戶線程產生任何 block。然后，內核會等待數據準備完成，然后將數據拷貝到用戶線程，當這一切都完成之后，內核會給用戶線程發送一個信號，告訴它 read 操作完成了。也就說用戶線程完全不需要實際的整個 IO 操作是如何進行的，只需要先發起一個請求，當接收內核返回的成功信號時表示 IO 操作已經完成，可以直接去使用數據。

二.使用場景

1.BIO

BIO方式適用于連接數目比較小且固定的架構，這種方式對服務器資源要求比較高，并發局限于應用中，JDK1.4以前的唯一選擇，但程序簡單易理解。

2.NIO

NIO方式適用于連接數目多且連接比較短（輕操作）的架構，比如聊天服務器，彈幕系統，服務器間通訊等。編程比較復雜，JDK1.4開始支持。

3.AIO

AIO方式使用于連接數目多且連接比較長（重操作）的架構，比如相冊服務器，充分調用OS參與并發操作，編程比較復雜，JDK7開始支持。

三.BIO編程

1.編碼流程

1.構建BIO服務端，綁定對應端口

2.創建線程池來管理線程

3.等待客戶端連接，通過serverSocket.accept()獲取客戶端socket

4.實現Runnable接口的run方法，實現數據的讀寫操作

5.通過telnet來進行測試

2.代碼

public class BIOServer {

    public static void main(String[] args) {

        //1.創建線程池
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        //2.通過ServerSocket監聽客戶端連接，進行io操作
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            //綁定端口7777    
            serverSocket = new ServerSocket(7777);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //3.輪詢監聽客戶端連接，并執行io操作
        while (true) {
            try {
                //等待客戶端連接
                final Socket socket = serverSocket.accept();
                if(socket.isConnected()) {
                    executor.execute(new Runnable() {
                        public void run() {
                            try {
                                //通過字符流輸出連接信息至客戶端
                                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "GB2312"));
                                bw.write("已連接socketServer");
                                bw.flush();

                                //獲取輸入流，并轉化成字符串輸出
                                InputStream inputStream = socket.getInputStream();
                                byte[] buff = new byte[1024];
                                int len = 0;
                                while((len = inputStream.read(buff)) != -1) {
                                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + new String(buff, 0, len));
                                }
                            } catch (IOException e) {
                                e.printStackTrace();
                            } finally {
                                try {
                                    socket.close();  //關閉socket
                                } catch (IOException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                }
                            }
                        }
                    });
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

3.結果測試

通過命令行輸入命令 telnet 127.0.0.1 7777 建立連接

然后輸入 ctrl+】 進行文本輸入模式

通過send命令發送消息至服務端