Java NIO 核心知识总结

2024-08-30 18:36
文章标签 java 总结 知识 核心 nio

本文主要是介绍Java NIO 核心知识总结,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Java NIO 核心知识总结

NIO简介

在传统的I/O模型中,是以阻塞的方式进行的也就是当一个线程执行的时候线程会一直阻塞到完成工作为止。这种模型的缺点就是在并发比较大的时候性能就会比较低,并且在每次都要给一个新的任务(连接)创建一个新的线程,这个新的线程的创建和从上一个切换到这一个线程都会都性能有影响。

为了优化这个传统的io模型,在jdk1.4新引入了一个全新的new io包,在原有代码的基础上提供了非阻塞、面向缓冲、基于通道的I/O,可以使用少量的线程处理大量的连接,提高了IO的效率和并发。

attention!

使用NIO不一定就 🟰 高性能,nio的性能优势在于高并发和高延迟的的环境。

在普通的环境中NIO不一定会比传统的io效率高。

NIO的三个核心组件

**Buffer(缓冲区):**NIO读数据的时候都是到buffer区里面进行操作的,read的时候将channel里面的数据填充到buffer里面中,写操作就是将buffer中的数据写入到channel中

**Channel(通道):**这是一个双向的,可读可写的数据传输通道,nio通过channel来实现数据的输入和输出,这个channel是一个抽象的概念。

**Selector(选择器):**允许一个线程处理多个channel,基于事件来驱动的I/O多路复用模型,所有的channel都可以注册到selector中,由selector来分配线程来处理事件。

让我来看看linux中常见的零拷贝有什么(Java只支持mmap和sendfile)

  1. mmap内存映射
  2. sendfile
  3. sendfile with DMA Scatter/Gather Day
  4. splice

好了,那么现在传统的BIO是什么,痛苦java继续复习

BIO :blocking I/O 同步阻塞模型

在这个模型中,在别处发起read后,会一直在这里阻塞,需要等到内核把数据拷贝到用户需要的地方中(用户空间)。

means

应用程序 -> (发起read请求)-> 内核(准备数据 -> buffer -> 拷贝数据)-> 返回到应用程序

当这个传统的bio模型顶不住的时候,就需要上面的nio

总结一下几个模型

同步非阻塞(NIO)

read:数据从内核空间读取到用户空间

这个模型呢,在发起read的时候是不会阻塞的,但是当到需要把数据传给用户的时候就会出现线程的阻塞,但是这个模型有一个去缺点,需要浪费性能一直去轮训是否数据已经成功传给用户了,是不是可以理解为就是把东西都工作都叠起来然后一次性干完。

多路复用模型(NIO)

现在还得插播一点linux的系统调用

select:一次查询多个系统调用的可用状态。

epoll:属于select的增强版本,优化了io的执行效率

这里就又要提到NIO的selector了,这个就是用的多路复用模型,通过selector就可以一个线程控制多个客户端的连接,减少频繁的切换的性能消耗。

在多路复用模型下,会先select调用询问内核是否准备好了,然后用户再起read请求

哦还有一个AIO,异步模型忘记了

简单的说异步模型就是基于回调机制来实现的,就是它并不会阻塞在那里,要看回调才知道有没有正常。当后台处理完成的时候,操作系统才会让线程继续干活。

真的总结了

  1. BIO:一直盲头干活,一直阻塞,直到第一批任务干完了之后才会做之后的事情。
  2. NIO:有一个监工selector,监督多个channel干活
  3. AIO:特色就是通知回调的机制

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http://www.chinasem.cn/article/1121614

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