1.阻塞IO模型

最傳統(tǒng)的IO模型昨忆，就是在讀和寫(xiě)的過(guò)程中發(fā)生阻塞現(xiàn)象读规。
用戶(hù)線程發(fā)起IO請(qǐng)求之后抓督，內(nèi)核會(huì)去檢查數(shù)據(jù)是否已就緒。
如果未就緒束亏，內(nèi)核就會(huì)等待數(shù)據(jù)就緒铃在，用戶(hù)線程就會(huì)掛起，出讓CPU。
當(dāng)內(nèi)核數(shù)據(jù)就緒定铜，內(nèi)核就會(huì)將數(shù)據(jù)拷貝到用戶(hù)線程阳液，并喚醒用戶(hù)線程，解除阻塞狀態(tài)揣炕。
典型的阻塞 IO 模型的例子為：
data = socket.read();
如果數(shù)據(jù)沒(méi)有就緒帘皿，就會(huì)一直阻塞在 read 方法。

2.非阻塞 IO 模型

當(dāng)用戶(hù)線程發(fā)起一個(gè)read操作的時(shí)候畸陡，不會(huì)阻塞鹰溜，而是立馬得到一個(gè)結(jié)果。
如果結(jié)果是一個(gè)error丁恭，用戶(hù)線程就知道數(shù)據(jù)還沒(méi)準(zhǔn)備好曹动，又繼續(xù)請(qǐng)求read操作。
一旦數(shù)據(jù)就緒牲览，用戶(hù)線程又繼續(xù)發(fā)起read操作墓陈，內(nèi)核就會(huì)拷貝數(shù)據(jù)到用戶(hù)線程并返回。
也就數(shù)說(shuō)第献，非阻塞IO實(shí)際上是不斷的輪詢(xún)檢查數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好贡必，而不會(huì)出讓CPU。
典型的非阻塞IO例子：

while(true){
    data = socket.read();
    if(data!= error){
      // 處理數(shù)據(jù)
     break;
   }
}

這種方式痊硕，不斷的輪詢(xún)檢查赊级，cpu占用率就非常高。

3.多路復(fù)用 IO模型

多路復(fù)用IO模型是目前用的比較多的IO模型岔绸，比如Redis就是用該模型理逊，java中的NIO也是用該模型。
多路復(fù)用IO模型就是有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的線程負(fù)責(zé)管理所有的socket狀態(tài)盒揉，這個(gè)線程去輪詢(xún)多個(gè)socket的請(qǐng)求晋被，只有socket有真正的讀或?qū)懻?qǐng)求的時(shí)候，才會(huì)發(fā)起IO操作刚盈。
在多路復(fù)用IO模型中羡洛，只用一個(gè)線程來(lái)專(zhuān)門(mén)處理客戶(hù)端連接，所以不必像前兩種一樣藕漱，一旦有客戶(hù)端連接就新建一個(gè)線程欲侮，而且只有真正的客戶(hù)端讀寫(xiě)請(qǐng)求才會(huì)發(fā)起IO操作，這樣就大大減少了資源的使用和占用肋联。
在java nio中是用 selector.select()去查詢(xún)有沒(méi)有可可發(fā)起IO操作的通道威蕉，沒(méi)有的就阻塞，一旦有一個(gè)用戶(hù)線程有讀寫(xiě)請(qǐng)求橄仍，就對(duì)該線程發(fā)起IO操作韧涨。
多路復(fù)用IO模型也是通過(guò)輪詢(xún)的方式來(lái)檢查數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備牍戚，不過(guò)他只有一個(gè)線程而且是在內(nèi)核中輪詢(xún)檢查的，非阻塞IO是每個(gè)用戶(hù)線程各自輪詢(xún)檢查虑粥，顯然資源占用率低如孝，效率也會(huì)比較高。
要注意的是娩贷，多路復(fù)用IO畢竟還是用輪詢(xún)的方式第晰，一旦處理時(shí)間很長(zhǎng)或者響應(yīng)體很大響應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，就會(huì)影響排隊(duì)中的線程的等待時(shí)間彬祖。

4.信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO模型

當(dāng)用戶(hù)線程發(fā)起一個(gè)io請(qǐng)求的時(shí)候但荤，會(huì)在socekt上注冊(cè)一個(gè)信號(hào)函數(shù)，用戶(hù)線程會(huì)繼續(xù)執(zhí)行它的流程涧至，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，內(nèi)核會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)給用戶(hù)線程桑包，用戶(hù)線程就會(huì)執(zhí)行信號(hào)函數(shù)中的邏輯來(lái)發(fā)起IO操作南蓬。

5.異步IO模型

用戶(hù)線程發(fā)起read操作的時(shí)候，立即去執(zhí)行其他業(yè)務(wù)哑了。內(nèi)核收到一個(gè)異步讀的請(qǐng)求之后赘方，就開(kāi)始等待數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成之后弱左，內(nèi)核會(huì)將數(shù)據(jù)拷貝到用戶(hù)線程窄陡，拷貝完之后在通知用戶(hù)線程數(shù)據(jù)已經(jīng)讀完。跟信號(hào)驅(qū)動(dòng)不同的是拆火，信號(hào)驅(qū)動(dòng)只是收到一個(gè)信號(hào)跳夭，再去用信號(hào)函數(shù)讀。異步IO是內(nèi)核直接給你们镜，在跟你說(shuō)好了币叹。

小結(jié)

阻塞IO：用戶(hù)線程阻塞掛起
非阻塞IO：用戶(hù)線程不阻塞了但是多個(gè)用戶(hù)線程一直占用CPU
多路復(fù)用IO：只有一個(gè)后臺(tái)線程占用cpu但是處理時(shí)間久的話(huà)，其他用戶(hù)線程等待時(shí)間較長(zhǎng)
信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO：線程可以立即去處理其他業(yè)務(wù)模狭，但是還需要通過(guò)信號(hào)函數(shù)來(lái)發(fā)起IO操作
異步IO：不需要信號(hào)函數(shù)發(fā)起IO操作了颈抚，而是內(nèi)核直接拷貝到用戶(hù)線程并通知

6.java io包

java io包

7.java nio包

java nio包

8.java nio主要內(nèi)容

傳統(tǒng)的io是基于字節(jié)流或字符流來(lái)操作的，而java nio是基于緩沖和通道來(lái)操作的嚼鹉。
java nio主要包括：channel（通道）贩汉、buffer（緩沖）、selector（選擇器）
也就是說(shuō)锚赤，數(shù)據(jù)都是從通道讀到緩存區(qū)匹舞，或者從緩存區(qū)寫(xiě)到通道，而選擇器監(jiān)聽(tīng)著多個(gè)通道的事件比如：鏈接打開(kāi)事件宴树，數(shù)據(jù)到達(dá)事件策菜，所以單個(gè)線程可以監(jiān)聽(tīng)多個(gè)通道。
另外，java io和java nio最大的區(qū)別就是又憨，io是面向流的翠霍，nio是面向緩沖的

java nio模型

Channel：channel和io中的stream差不多是一個(gè)級(jí)別的，只不過(guò)stream是單向的比如：InputStream（讀）蠢莺，OutputStream（寫(xiě)）寒匙，而channel是雙向的既可以讀也可以寫(xiě)。
Buffer：buffer實(shí)際上就是一個(gè)容器躏将，底層是一個(gè)連續(xù)數(shù)組锄弱。channel從文件或網(wǎng)絡(luò)中讀到的數(shù)據(jù)必須先經(jīng)過(guò)buffer。

buffer

9.nio中的緩存區(qū)

java io是面向字節(jié)或字符的荷鼠，意味著每次讀寫(xiě)都是一個(gè)字節(jié)或多個(gè)字節(jié)句携，頻繁的刷盤(pán)，而且沒(méi)有緩存到一個(gè)地方也沒(méi)辦法前后移動(dòng)流的數(shù)據(jù)允乐。nio中的緩存區(qū)就是為了解決這些問(wèn)題矮嫉，每次讀寫(xiě)都將數(shù)據(jù)暫存到緩存區(qū)然后在批量刷盤(pán)，而且還能夠自由的前后移動(dòng)讀取緩存中的數(shù)據(jù)牍疏，增加了數(shù)據(jù)處理的效率和靈活性敞临。