彤哥说netty系列之Java BIO NIO AIO进化史
先说两个事
（1）上周五的那篇文章发重复了，是定时任务设置错误导致，给大家带来干扰，这里说声抱歉。
（2）之前的问卷调查结果出来了，认为先讲案例的票数较多，所以后面的文章都是先讲案例，再以案例展开讲解组件。
简介
上一章我们介绍了IO的五种模型，实际上Java只支持其中的三种，即BIO/NIO/AIO。
本文将介绍Java中这三种IO的进化史，并从使用的角度剖析它们背后的故事。
Java BIO
BIO概念解析
BIO，Blocking IO，阻塞IO，它是Java的上古产品，自出生就有的东西（JDK 1.0）。
使用BIO则数据准备和数据从内核空间拷贝到用户空间两个阶段都是阻塞的。
BIO使用案例
public class EchoServer { public static void main(String[] args) throws IOException { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080); while (true) { System.out.println("start accept"); Socket socket = serverSocket.accept(); System.out.println("new conn: " + socket.getRemoteSocketAddress());
new Thread(()->{ try { BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); String msg; while ((msg = reader.readLine()) != null) { if (msg.equalsIgnoreCase("quit")) { reader.close(); socket.close(); break; } else { System.out.println("receive msg: " + msg); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } }}客户端可以使用telnet来测试，而且你可以使用多个telnet来测试：
[c:\~]$ telnet 127.0.0.1 8080
Connecting to 127.0.0.1:8080...Connection established.To escape to local shell, press 'Ctrl+Alt+]'.hello world我是人才quitConnection closed by foreign host.BIO的使用方式非常简单，服务端接收到一个连接就启动一个线程来处理这个连接的所有请求。
所以，BIO最大的缺点就是浪费资源，只能处理少量的连接，线程数随着连接数线性增加，连接越多线程越多，直到抗不住。
Java NIO
NIO概念解析
NIO，New IO，JDK1.4开始支持，内部是基于多路复用的IO模型。
这里有个歧义，很多人认为Java的NIO是Non-Blocking IO的缩写，其实并不是。
使用NIO则多条连接的数据准备阶段会阻塞在select上，数据从内核空间拷贝到用户空间依然是阻塞的。
因为第一阶段并不是连接本身处于阻塞阶段，所以通常来说NIO也可以看作是同步非阻塞IO。
NIO使用案例
public class EchoServer { public static void main(String[] args) throws IOException { Selector selector = Selector.open(); ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080)); serverSocketChannel.configureBlocking(false); // 将accept事件绑定到selector上 serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) { // 阻塞在select上 selector.select(); Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); // 遍历selectKeys Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator(); while (iterator.hasNext()) { SelectionKey selectionKey = iterator.next(); // 如果是accept事件 if (selectionKey.isAcceptable()) { ServerSocketChannel ssc = (ServerSocketChannel) selectionKey.channel(); SocketChannel socketChannel = ssc.accept(); System.out.println("accept new conn: " + socketChannel.getRemoteAddress()); socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); } else if (selectionKey.isReadable()) { // 如果是读取事件 SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 将数据读入到buffer中 int length = socketChannel.read(buffer); if (length > 0) { buffer.flip(); byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()]; // 将数据读入到byte数组中 buffer.get(bytes);
// 换行符会跟着消息一起传过来 String content = new String(bytes, "UTF-8").replace("\r\n", ""); if (content.equalsIgnoreCase("quit")) { selectionKey.cancel(); socketChannel.close(); } else { System.out.println("receive msg: " + content); } } } iterator.remove(); } } }}这里同样使用telnet测试，而且你可以使用多个telnet来测试：
[c:\~]$ telnet 127.0.0.1 8080
Connecting to 127.0.0.1:8080...Connection established.To escape to local shell, press 'Ctrl+Alt+]'.hello world我是人才quitConnection closed by foreign host.NIO的使用方式就有点复杂了，但是一个线程就可以处理很多连接。
首先，需要注册一个ServerSocketChannel并把它注册到selector上并监听accept事件，然后accept到连接后会获取到SocketChannel，同样把SocketChannel也注册到selector上，但是监听的是read事件。
NIO最大的优点，就是一个线程就可以处理大量的连接，缺点是不适合处理阻塞性任务，因为阻塞性任务会把这个线程占有着，其它连接的请求将得不到及时处理。
Java AIO
AIO概念介绍
AIO，Asynchronous IO，异步IO，JDK1.7开始支持，算是一种比较完美的IO，Windows下比较成熟，但Linux下还不太成熟。
使用异步IO则会在请求时立即返回，并在数据已准备且已拷贝到用户空间后进行回调处理，两个阶段都不会阻塞。
AIO使用案例
public class EchoServer { public static void main(String[] args) throws IOException { AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open(); serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080)); // 监听accept事件 serverSocketChannel.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() { @Override public void completed(AsynchronousSocketChannel socketChannel, Object attachment) { try { System.out.println("accept new conn: " + socketChannel.getRemoteAddress()); // 再次监听accept事件 serverSocketChannel.accept(null, this);
// 消息的处理 while (true) { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 将数据读入到buffer中 Future<Integer> future = socketChannel.read(buffer); if (future.get() > 0) { buffer.flip(); byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()]; // 将数据读入到byte数组中 buffer.get(bytes);
String content = new String(bytes, "UTF-8"); // 换行符会当成另一条消息传过来 if (content.equals("\r\n")) { continue; } if (content.equalsIgnoreCase("quit")) { socketChannel.close(); break; } else { System.out.println("receive msg: " + content); } } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
@Override public void failed(Throwable exc, Object attachment) { System.out.println("failed"); } });
// 阻塞住主线程 System.in.read(); }}这里同样使用telnet测试，而且你可以使用多个telnet来测试：
[c:\~]$ telnet 127.0.0.1 8080
Connecting to 127.0.0.1:8080...Connection established.To escape to local shell, press 'Ctrl+Alt+]'.hello world我是人才quitConnection closed by foreign host.AIO的使用方式不算太复杂，默认会启一组线程来处理用户的请求，而且如果在处理阻塞性任务，还会自动增加新的线程来处理其它连接的任务。
首先，创建一个AsynchronousServerSocketChannel并调用其accept方法，这一步相当于监听了accept事件，在收到accept事件后会获取到AsynchronousSocketChannel，然后就可以在回调方法completed()里面读取数据了，当然也要继续监听accept事件。
AIO最大的优点，就是少量的线程就可以处理大量的连接，而且可以处理阻塞性任务，但不能大量阻塞，否则线程数量会膨胀。
槽点
（1）三种IO的实现方式中对于换行符的处理竟然都不一样，BIO中不会把换行符带过来（其实是带过来了，因为用了readLine()方法，所以换行符没了），NIO中会把换行符加在消息末尾，AIO中会把换行符当成一条新的消息传过来，很神奇，为啥不统一处理呢，也很疑惑。
（2）JDK自带的ByteBuffer是一个难用的东西。
总结
本文我们从概念和使用两个角度分别介绍了BIO/NIO/AIO三种IO模型。
问题
看起来JDK的实现似乎很完美啊，为什么还会有Netty呢？
腾讯云开发者
