这里主要涉及到IO多路复用

基本概念介绍

BIO 同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。

ServerSocket 负责绑定 IP 地址，启动监听端口；Socket 负责发起连接操作，连接成功后，双方通过输入和输出流进行同步阻塞通信。采用 BIO 通信模型的 Server，通常由一个独立的 Acceptor 线程负责监听 Client 端的连接，它接受到 Client 端连接请求后为每个 Client 创建一个新的线程进行处理，处理完之后，通过输出流返回给 Client 端，线程销毁，过程如下图所示

这个模型最大的问题是：

• 缺乏扩展性，不能处理高性能、高并发场景，线程是 JVM 中非常宝贵的资源，当线程数膨胀后，系统的性能就会急剧下降，随着并发访问量的继续增大，系统就会出现线程堆栈溢出、创建新线程失败等问题，导致 Server 不能对外提供服务。

NIO 同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。

与 Socket 类和 ServerSocket 类相对应，NIO 也提供了 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同套接字通道的实现，它们都支持阻塞和非阻塞两种模式。一般来说，低负载、低并发的应用程序可以选择同步阻塞 IO 以降低复杂度，但是高负载、高并发的网络应用，需要使用 NIO 的非阻塞模式进行开发。

在 NIO 中有三种非常重要的概念：

• 缓冲区（buffer）：本质上是一个数组，它包含一些要读写的数据；
• 通道（channel）：是一个通道，通过它读写数据，类似于自来水管；
• 多路复用器（selector）：用于选择已经就绪的任务，selector 会轮询注册在其上的 channel，选出已经就绪的 channel。

• Buffer：是缓冲区，任何时候访问 NIO 数据，都是通过 Buffer 进行；
• Channel：通过它读写 Buffer 中的数据，可以用于读、写或同时读写；
• Selector：多路复用器，Selector 不断轮询注册在其上的 Channel，如果某个 Channel 有新的 TCP 链接接入、读和写事件，这个 Channel 就处于就绪状态，会被 Selector 轮组出来，然后通过SelectionKey() 可以获取就绪 Channel 的集合，进行后续的 IO 操作。

关于 Java NIO，有两种最常见的使用方式：

• 使用原生的 Java NIO（如 Kafka）；
• 使用 Netty（Hadoop 的 RPC 框架 Avro 底层使用 Netty 做通信框架）。

在实际使用中，推荐第二种，使用 Netty 将会大大提高开发效率，后续会写篇关于 Netty 的文章，介绍一下 Netty 的具体内容，这里使用一个基于 Java 原生 NIO API 的小示例，讲述一下 NIO 的使用方法。

AIO 异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理.AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

参考：

谈一谈 Java IO 模型 | Matt's Blog (matt33.com) (opens new window)

Netty

Netty是 一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。Netty是基于nio的，它封装了jdk的nio，让我们使用起来更加方法灵活。

Netty (opens new window)为什么没有用JDK自带的多路复用器（没答上来，提示JDK空轮训BUG）聊了聊Netty (opens new window)前身

Netty面试题（2020最新版）_ThinkWon的博客-CSDN博客_netty面试题 (opens new window)

IO流

Java 中 IO 流分为几种?

• 按照流的流向分，可以分为输入流和输出流；
• 按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流；
• 按照流的角色划分为节点流和处理流。

既然有了字节流为什么还要有字符流？

问题本质想问：不管是文件读写还是网络发送接收，信息的最小存储单元都是字节，那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢？

回答：字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的，问题就出在这个过程还算是非常耗时，并且，如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以， I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口，方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好，如果涉及到字符的话使用字符流比较好。