I/O多路复用

我怕爱的太早我们不能终老 提交于 2020-04-05 19:52:34

一个线程,通过记录I/O流的状态来同时管理多个I/O,可以提高服务器的吞吐能力

就像下面这张图的前半部分一样,中间的那条线就是我们的单个线程,它通过记录传入的每一个I/O流的状态来同时管理多个IO。

 
multiplexing

NIO同步非阻塞式IO

      对比BIO的同步阻塞IO操作,实际上NIO是同步非阻塞IO,一个线程在同步的进行轮询检查,Selector不断轮询注册在其上的Channel,某个Channel上面发生读写连接请求,这个Channel就处于就绪状态,被Selector轮询出来,然后通过SelectionKey可以获取就绪Channel的集合,进行后续的I/O操作。

       同步和异步说的是消息的通知机制,这个线程仍然要定时的读取stream,判断数据有没有准备好,client采用循环的方式去读取(线程自己去抓去信息),CPU被浪费。

     非阻塞:体现在,这个线程可以去干别的,不需要一直在这等着。Selector可以同时轮询多个Channel,因为JDK使用了epoll()代替传统的select实现,没有最大连接句柄限制。所以只需要一个线程负责Selector的轮询,就可以接入成千上万的客户端。

AIO

是在NIO的基础上引入异步通道的概念,实现异步非阻塞式的IO处理

 AIO不需要通过多路复用器对注册的通道进行轮询操作即可实现异步读写。什么意思呢?NIO采用轮询的方式,一直在轮询的询问stream中数据是否准备就绪,如果准备就绪发起处理。但是AIO就不需要了,AIO框架在windows下使用windows IOCP技术,在Linux下使用epoll多路复用IO技术模拟异步IO, 即:应用程序向操作系统注册IO监听,然后继续做自己的事情。操作系统发生IO事件,并且准备好数据后,在主动通知应用程序,触发相应的函数(这就是一种以订阅者模式进行的改造)。由于应用程序不是“轮询”方式而是订阅-通知方式,所以不再需要selector轮询,由channel通道直接到操作系统注册监听。

 

NIO:会等数据准备好后,再交由应用进行处理,数据的读取/写入过程依然在应用线程中完成,只是将等待的时间剥离到单独的线程中去,节省了数据准备时间,因为多路复用机制,Selector会得到复用,对于那些读写过程时间长的,NIO就不太适合。

AIO:读完(内核内存拷贝到用户内存)了系统再通知应用,使用回调函数,进行业务处理,AIO能够胜任那些重量级,读写过程长的任务。

 

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