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一文讲解Java中的BIO、NIO、AIO之间的区别

article 2025/1/31 9:44:37

BIO、NIO、AIO是Java中常见的三种IO模型
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BIO：采用阻塞式I/O模型，线程在执行I/O操作时被阻塞，无法处理其他任务，适用于连接数比较少的场景；
NIO：采用非阻塞 I/O 模型，线程在等待 I/O 时可执行其他任务，通过 Selector 监控多个 Channel 上的事件，适用于连接数多但连接时间短的场景。
AIO：使用异步 I/O 模型，线程发起 I/O 请求后立即返回，当 I/O 操作完成时通过回调函数通知线程，适用于连接数多且连接时间长的场景。

简单说一下BIO

BIO，也就是传统的 IO，基于字节流或字符流（如 FileInputStream、BufferedReader 等）进行文件读写，基于 Socket 和 ServerSocket 进行网络通信。对于每个连接，都需要创建一个独立的线程来处理读写操作。

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简单说一下NIO

NIO，JDK 1.4 时引入，放在 java.nio 包下，提供了 Channel、Buffer、Selector 等新的抽象，基于 RandomAccessFile、FileChannel、ByteBuffer 进行文件读写，基于 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 进行网络通信。

实际上，“旧”的 I/O 包已经使用 NIO 重新实现过，所以在进行文件读写时，NIO 并无法体现出比 BIO 更可靠的性能。

NIO 的魅力主要体现在网络编程中，服务器可以用一个线程处理多个客户端连接，通过 Selector 监听多个 Channel 来实现多路复用，极大地提高了网络编程的性能。

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缓冲区Buffer也能极大提升一次IO操作的效率

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简单说一下AIO

AIO 是 Java 7 引入的，放在 java.nio.channels 包下，提供了 AsynchronousFileChannel、AsynchronousSocketChannel 等异步 Channel。
它引入了异步通道的概念，使得 I/O 操作可以异步进行。这意味着线程发起一个读写操作后不必等待其完成，可以立即进行其他任务，并且当读写操作真正完成时，线程会被异步地通知。

AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("test.txt"), StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> result = fileChannel.read(buffer, 0);
while (!result.isDone()) {
    // do something
}