1.BIO、NIO和AIO概念
BIO：同步并阻塞卦洽，服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)模式是一個(gè)連接一個(gè)線程替蛉，這樣的模式很明顯的一個(gè)缺陷是：由于客戶端連接數(shù)與服務(wù)器線程數(shù)成正比關(guān)系，可能造成不必要的線程開銷冠胯，嚴(yán)重的還將導(dǎo)致服務(wù)器內(nèi)存溢出火诸。當(dāng)然，這種情況可以通過線程池機(jī)制改善荠察，但并不能從本質(zhì)上消除這個(gè)弊端置蜀。
NIO：在JDK1.4以前，Java的IO模型一直是BIO悉盆，但從JDK1.4開始盯荤，JDK引入的新的IO模型NIO，它是同步非阻塞的焕盟。而服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)模式是多個(gè)請(qǐng)求一個(gè)線程秋秤，即請(qǐng)求會(huì)注冊(cè)到多路復(fù)用器Selector上，多路復(fù)用器輪詢到連接有IO請(qǐng)求時(shí)才啟動(dòng)一個(gè)線程處理脚翘。
AIO：JDK1.7發(fā)布了NIO2.0灼卢，這就是真正意義上的異步非阻塞，服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)模式為多個(gè)有效請(qǐng)求一個(gè)線程来农，客戶端的IO請(qǐng)求都是由OS先完成再通知服務(wù)器應(yīng)用去啟動(dòng)線程處理（回調(diào)）鞋真。
2.NIO和IO的主要區(qū)別
- 面向流與面向緩沖
Java IO和NIO之間第一個(gè)最大的區(qū)別是，IO是面向流的沃于，NIO是面向緩沖區(qū)的涩咖。 Java IO面向流意味著每次從流中讀一個(gè)或多個(gè)字節(jié)，直至讀取所有字節(jié)繁莹，它們沒有被緩存在任何地方檩互。此外，它不能前后移動(dòng)流中的數(shù)據(jù)蒋困。如果需要前后移動(dòng)從流中讀取的數(shù)據(jù)盾似，需要先將它緩存到一個(gè)緩沖區(qū)。 Java NIO的緩沖導(dǎo)向方法略有不同。數(shù)據(jù)讀取到一個(gè)它稍后處理的緩沖區(qū)零院，需要時(shí)可在緩沖區(qū)中前后移動(dòng)溉跃。這就增加了處理過程中的靈活性。但是告抄，還需要檢查是否該緩沖區(qū)中包含所有您需要處理的數(shù)據(jù)撰茎。而且，需確保當(dāng)更多的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)時(shí)打洼，不要覆蓋緩沖區(qū)里尚未處理的數(shù)據(jù)龄糊。 - 阻塞與非阻塞IO
Java IO的各種流是阻塞的。這意味著募疮，當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用read() 或 write()時(shí)炫惩，該線程被阻塞，直到有一些數(shù)據(jù)被讀取阿浓，或數(shù)據(jù)完全寫入他嚷。該線程在此期間不能再干任何事情了。Java NIO的非阻塞模式芭毙，使一個(gè)線程從某通道發(fā)送請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)筋蓖，但是它僅能得到目前可用的數(shù)據(jù)，如果目前沒有數(shù)據(jù)可用時(shí)退敦，就什么都不會(huì)獲取粘咖，而不是保持線程阻塞，所以直至數(shù)據(jù)變的可以讀取之前侈百，該線程可以繼續(xù)做其他的事情瓮下。 非阻塞寫也是如此。一個(gè)線程請(qǐng)求寫入一些數(shù)據(jù)到某通道钝域，但不需要等待它完全寫入唱捣，這個(gè)線程同時(shí)可以去做別的事情。 線程通常將非阻塞IO的空閑時(shí)間用于在其它通道上執(zhí)行IO操作网梢，所以一個(gè)單獨(dú)的線程現(xiàn)在可以管理多個(gè)輸入和輸出通道（channel）。 - 選擇器（Selectors）
Java NIO的選擇器允許一個(gè)單獨(dú)的線程來監(jiān)視多個(gè)輸入通道赂毯，你可以注冊(cè)多個(gè)通道使用一個(gè)選擇器战虏，然后使用一個(gè)單獨(dú)的線程來“選擇”通道：這些通道里已經(jīng)有可以處理的輸入，或者選擇已準(zhǔn)備寫入的通道党涕。這種選擇機(jī)制烦感，使得一個(gè)單獨(dú)的線程很容易來管理多個(gè)通道。
NIO提供了與標(biāo)準(zhǔn)IO不同的IO工作方式：
Channels and Buffers（通道和緩沖區(qū)）：標(biāo)準(zhǔn)的IO基于字節(jié)流和字符流進(jìn)行操作的膛堤，而NIO是基于通道（Channel）和緩沖區(qū)（Buffer）進(jìn)行操作手趣，數(shù)據(jù)總是從通道讀取到緩沖區(qū)中，或者從緩沖區(qū)寫入到通道中。
Asynchronous IO（異步IO）：Java NIO可以讓你異步的使用IO绿渣，例如：當(dāng)線程從通道讀取數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)時(shí)朝群，線程還是可以進(jìn)行其他事情。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入到緩沖區(qū)時(shí)中符，線程可以繼續(xù)處理它姜胖。從緩沖區(qū)寫入通道也類似。
Selectors（選擇器）：Java NIO引入了選擇器的概念淀散，選擇器用于監(jiān)聽多個(gè)通道的事件（比如：連接打開右莱，數(shù)據(jù)到達(dá)）。因此档插，單個(gè)的線程可以監(jiān)聽多個(gè)數(shù)據(jù)通道慢蜓。
3.NIO的核心組件
Channel buffer selector
Channel和流有點(diǎn)類似。通過Channel郭膛，我們即可以從Channel把數(shù)據(jù)寫到Buffer中晨抡，也可以把數(shù)據(jù)沖Buffer寫入到Channel，每個(gè)channel對(duì)應(yīng)一個(gè)buffer緩沖區(qū)饲鄙，channel會(huì)注冊(cè)到selector凄诞。selector根據(jù)channel上發(fā)生的讀寫事件，將請(qǐng)求交由某個(gè)空閑的線程處理忍级，selector對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)線程帆谍，channnel和buffer是可讀可寫的。
4.select轴咱、poll和epoll什么區(qū)別
他們是NIO多路復(fù)用的三種實(shí)現(xiàn)機(jī)制汛蝙，是有l(wèi)unix系統(tǒng)提供。
-select：無差別輪詢所有流朴肺，找出能讀出數(shù)據(jù)窖剑，或者寫入數(shù)據(jù)的流，對(duì)他們進(jìn)行操作戈稿，會(huì)維護(hù)一個(gè)文件描述符FD的集合fd_set西土，將fd_set從用戶空間復(fù)制到內(nèi)核空間。x86 fd_set是數(shù)組結(jié)構(gòu)
-poll：與select機(jī)制相似鞍盗，fd_set結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化需了，突破操作系統(tǒng)限制，pollfd代替fd_set般甲，鏈表結(jié)構(gòu)
-epoll：不再掃描所以fd肋乍，只將用戶關(guān)心的事件放在內(nèi)核的一個(gè)事件表中，減少用戶空間和內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)拷貝敷存。epoll可以理解為event poll墓造，不同于忙輪詢和無差別輪詢，epoll會(huì)把哪個(gè)流發(fā)生了怎樣的I/O事件通知我們。
