Java中IO流分为几种？BIO,NIO,AIO 有什么区别？

Posted 2022-05-09 hequnwang10

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java中IO流分为几种？BIO,NIO,AIO 有什么区别？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、IO流

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。 Java IO流共涉及40多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系， Java IO流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派生出来的。

InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

字符流和字节流的区别

字符流和字节流是根据处理数据的类型的不同来区分的。
字节流按照8位传输，字节流是最基本的，所有文件的储存是都是字节（byte）的储存，在磁盘上保留的并不是文件的字符而是先把字符编码成字节，再储存这些字节到磁盘。
字节流可用于任何类型的对象，包括二进制对象，而字符流只能处理字符或者字符串；
字节流提供了处理任何类型的IO操作的功能，但它不能直接处理Unicode字符，而字符流就可以。
理论上任何文件都能够用字节流读取，但当读取的是文本数据时，为了能还原成文本你必须再经过一个转换的工序，相对来说字符流就省了这个麻烦，可以有方法直接读取。所以，如果是处理纯文本数据，就要优先考虑字符流，除此之外都是用字节流。

二、BIO、NIO、AIO有什么区别

1、BIO（Blocking I/O）：低负载、低并发

BIO是一种同步阻塞I/O模型，数据的读取和写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高（小于单机1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的I/O，并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的负载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是当面对十万甚至百万级的连接时，传统的BIO模型是无能为力的，因此我们需要一种更高效的I/O来应对更高的并发量；

2、NIO（Non-blocking/New I/O）：高负载、高并发

NIO是一种同步非阻塞I/O模型，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；JDK1.4引入NIO框架，对应java.nio包，提供了Channel、Selector、Buffer等抽象，支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法；

参考：NIO是一种同步非阻塞的I/O模型，在Java 1.4 中引入了NIO框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Non-blocking，不单纯是New。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统BIO模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发。

3、AIO（Asynchronous I/O）：异步IO，应用不广泛

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；

参考：AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步IO的缩写，虽然 NIO 在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行 IO 操作，IO操作本身是同步的。查阅网上相关资料，我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。