众所周知
如果去百度、腾讯等一线大厂面试，一定会深入考候选人的基础技术功底，其中尤为关键和重视的就是IO相关的技术和知识。
而要搞明白IO相关的概念，首先就得弄清楚同步与异步，阻塞与非阻塞到底是什么意思。
同步与异步
实际上阻塞与非阻塞的概念，通常是针对底层的IO操作来说的。
比如现在我们的程序想要通过网络读取数据，如果是阻塞IO模式，一旦发起请求到操作系统内核去从网络中读取数据，就会阻塞在那里，必须要等待网络中的数据到达了之后，才能从网络读取数据到内核，再从内核返回给程序，如下图。
而非阻塞，指的就是程序发送请求给内核要从网络读取数据，但是此时网络中的数据还没到，此时不会阻塞住，内核会返回一个异常消息给程序。
程序就可以干点儿别的，然后过一会儿再来发起一次请求给内核，让内核尝试从网络读取数据。
因为如果网络中的数据还没到位，是不会阻塞住程序的，需要程序自己不断的轮询内核去尝试读取数据，所以这种IO就是非阻塞的。如下图：
大家不要把“同步/异步”概念和“阻塞/非阻塞”概念混淆起来，实际上他们是两组不同的概念。
“同步/异步”更多的是针对比如接口调用，服务调用，API类库调用，类似这样的场景。
而“阻塞/非阻塞”概念针对的是底层IO操作的场景，比如磁盘IO，网络IO。但是在Java IO模型里，两种概念之间是有一定的关联关系的 。
Unix支持的5种IO模型
Unix操作系统支持的IO模型主要就是5种：
- 阻塞IO：就是上面图里的那种阻塞IO模式，程序发起请求之后会阻塞，一直到系统内核发现网络中有数据到达了，拷贝数据给程序进程了，才能返回
- 非阻塞IO：就是上面图里的那种非阻塞IO模式，程序发起请求读取数据，系统内核发现网络数据还没到，就返回一个异常信息，程序不会阻塞在IO操作上，但是过一会儿还得再来发起请求给内核，直到内核发现网络数据到达了，此时就会拷贝数据给程序进程
- IO多路复用：这个下面来讲
- 信号驱动式IO：一般很少用到，这里不说明
- 异步IO：下面来讲
JDK 1.4之前的同步阻塞IO
在JDK 1.4之前，主要就是同步阻塞IO模型，在Java里叫做BIO。
在Java代码里调用IO相关接口，发起IO操作之后，Java程序就会同步等待，这个同步指的是Java程序调用IO API接口的层面而言。
而IO API在底层的IO操作是基于阻塞IO来的，向操作系统内核发起IO请求，系统内核会等待数据就位之后，才会执行IO操作，执行完毕了才会返回。
JDK 1.4之后的同步非阻塞NIO
在JDK 1.4之后提供了NIO，他的概念是同步非阻塞，也就是说如果你调用NIO接口去执行IO操作，其实还是同步等待的，但是在底层的IO操作上 ，会对系统内核发起非阻塞IO请求，以非阻塞的形式来执行IO。
也就是说，如果底层数据没到位，那么内核返回异常信息，不会阻塞住，但是NIO接口内部会采用非阻塞方式过一会儿再次调用内核发起IO请求，直到成功为止。
但是之所以说是同步非阻塞，这里的“同步”指的就是因为在你的Java代码调用NIO接口层面是同步的，你还是要同步等待底层IO操作真正完成了才可以返回，只不过在执行底层IO的时候采用了非阻塞的方式来执行罢了。
NIO网络通信与IO多路复用模型
实际上，如果基于NIO进行网络通信，采取的就是多路复用的IO模型，这个多路复用IO模型针对的是网络通信中的IO场景来说的。
简单来说，就是在基于Socket进行网络通信的时候，如果有多个客户端跟你的服务端建立了Socket连接，那你就需要维护多个Socket连接。
而所谓的多路复用IO模型，就是说你的Java代码直接通过一个select函数调用，直接会进入一个同步等待的状态。
这也是为什么说NIO一定是“同步”的，因为你必须在这里同步等待某个Socket连接有请求到来。
接着你就要同步等着select函数去对底层的多个 Socket 连接进行轮询，不断的查看各个 Socket 连接谁有请求到达，就可以让select函数返回，交给我们的Java程序来处理。
select函数在底层会通过非阻塞的方式轮询各个Socket，任何一个Socket如果没有数据到达，那么非阻塞的特性会立即返回一个信息。
然后select函数可以轮询下一个Socket，不会阻塞在某个Socket上，所以底层是基于这种非阻塞的模式来“监视”各个Socket谁有数据到达的。
这就是所谓的“同步非阻塞”，但是因为操作系统把上述工作都封装在一个select函数调用里了，可以对多路Socket连接同时进行监视，所以就把这种模型称之为“IO多路复用”模型。
通过这种IO多路复用的模型，就可以用一个线程，调用一个select函数，然后监视大量的客户端连接了，如下图。
AIO以及异步IO模型
最后就是JDK 1.7之后，又支持了AIO，也叫做NIO 2.0，他就支持异步IO模型了。
我们先说一下异步IO模型是什么意思。
简单来说，就是你的Java程序可以基于AIO API发起一个请求，比如说接收网络数据，AIO API底层会基于异步IO模型来调用操作系统内核。
此时不需要去管这个IO是否成功了，AIO接口会直接返回，你的Java程序也会直接返回。
然后，你的Java程序就可以去干别的事儿了。大家联想一下上面说的那个异步的例子，就可以理解这里为什么叫做异步了。
因为BIO、NIO都是同步的，你发起IO请求，都必须同步等待IO操作完成。
但是这里你发起一个IO请求，直接AIO接口就返回了，你就可以干别的事儿了，纯异步的方式。
不过你需要提供一个回调函数给AIO接口，一旦底层系统内核完成了具体的IO请求，比如网络读写之类的，就会回调你提供的回调函数。
比如说你要是通过网络读取数据，那么此时AIO接口就会把操作系统异步读取到的数据交给你的回调函数。
整个过程如下图：
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