对于Java IO，从大的种类上来分，可以分为BIO和NIO。BIO全称为Blocked IO，也即阻塞型IO，而NIO则是在jdk 1.4中引入的，一般称其为New IO，因为这是相对于1.4版本之前的阻塞型IO而言的，但是也有人称其为Non-blocked IO。相对而言，本人更喜欢第二种叫法，因为从字面上更符合其使用含义。本文则主要基于BIO和NIO讲解四种IO模式的基本使用方式，并且对这四种模式的优缺点进行对比。
最基本的BIO使用方式就是同步SocketChannel的方式，我们这里以经典的EchoClient/EchoServer模式来对其进行讲解，如下是一个示例：
这里可以看到，服务端处理主要是首先开启一个ServerSocketChannel，然后在一个无限循环中不断获取客户端连接，获取之后进行处理，并且写入响应信息。下面我们看看客户端代码：
如下分别是服务端和客户端打印的数据：
可以看到，服务端和客户端都正常接收并且处理了对方的数据。关于同步BIO模式，这里主要存在以下几个问题：
上述BIO模式中，最主要的问题在于服务器同一时刻只能处理一个客户端请求，这会极大的限制服务器性能。这里可以采用异步BIO的模式解决这个问题，也就是上面的服务器主线程只负责接收客户端请求，在收到请求之后将客户端请求Channel委托到一个线程池中异步进行处理。这样服务器在同一时刻就可以同时建立多个连接，极大的提升了服务器的性能。如下是EchoServer的代码：
对于客户端代码，其与同步BIO模式中的一致，这里就不再赘述。可以看到，相对于同步BIO模式，异步BIO模式改进了其主要问题，因而可以在同一时刻接收到多个客户端请求。但是对于异步BIO模式，其存在的问题也非常明显：
由于BIO存在的诸多问题，在jdk 1.4中，Java提供了一种非阻塞型的IO模型，也即NIO。NIO本质上采用的是IO多路复用模式，实际上就是一个事件驱动模型，简单的理解为一个服务器在绑定某个端口之后，其可以在一个线程了同时监听多个客户端连接，而且服务器可以对每个客户端分别设置对其哪些事件感兴趣。当客户端有对应的事件发生时，其就会通知服务器监听线程，服务器线程监听到对应的事件之后，其就会将其交由线程池处理对应的事件。实际上，Java的NIO模式在底层也是依赖于操作系统的多路复用模型，对于Linux系统，其底层是使用epoll模型实现的，而对于Mac os，其则是使用kqueue模型实现的。如下是一个IO多路复用的示意图：
这里的Selector就可以理解为一个多路复用器，每个客户端连接就是一个SocketChannel，这些SocketChannel会在Selector上注册，并且设置对各个Channel感兴趣的事件。当Selector监听到对应的事件之后，其就会将事件交由下层的线程处理。如下是一个使用NIO处理客户端事件的示例：
在上述代码中，我们首先创建了一个ServerSocketChannel，并且通过其*configureBlocking()*方法将其设置为非阻塞模式，设置为这种模式之后，其accept()等方法就是非阻塞的。然后我们创建了一个Selector多路复用器，并且将ServerSocketChannel注册到该多路复用器上。接着通过多路复用器的select()方法阻塞当前线程，等待注册的Channel事件触发。在触发之后通过遍历SelectionKey对象来进行不同事件的处理。下面我们来看看使用Java NIO来实现客户端的代码：
这里客户端的处理模式与服务端基本类似，只是客户端首先监听的是Connect事件；在连接成功后切换为监听写入事件，以写入数据发送到服务端；在发送完成后，又会切换为监听读取事件，以等待服务器发送数据并且进行处理。这里NIO模式相对于BIO主要有以下几个优点：
对于AIO模式，其是在jdk 1.7中加入的，主要原因是NIO模式代码编写非常复杂，并且容易出错。AIO本质上还是使用的NIO的多路复用来实现的，只不过在模型上其使用的是一种事件回调的方式处理各个事件，这种方式更加符合NIO异步模型的概念，并且在编码难易程度上比NIO要小很多。
在AIO中，所有的操作都是异步执行的，而每个事件都是通过一个回调函数来进行的，这里也就是一个CompletionHandler对象。这里我们以EchoClient和EchoServer为例看一下AIO模式的使用方式：
对于上述的AIO模式服务端的代码编写，可以看出来，AIO模式完全是基于异步线程池处理客户端事件的，而且对于每个事件的处理，其都是通过一个CompletionHandler进行处理的。对于服务端而言，其首先通过AcceptCompletionHandler处理的是accept事件，处理完成之后就监听客户端的read事件，然后通过ReadCompletionHandler处理客户端的数据读入事件；最后通过一个内部类（本质上也是一个CompletionHandler）往客户端写入数据。下面我们看一下客户端代码：
可以看到，客户端的处理方式与服务端基本类似，首先是连接服务器。连接完成后，通过ConnectionCompletionHandler进行后续处理，这里首先是异步往服务器写入数据，写入完成后监听服务器的数据响应，最后读取服务器数据并打印。可以看到AIO模式相较于NIO有如下优点：
本文主要基于BIO和NIO讲解了Java IO的四种编码模式，并且循序渐进讲解了每种编码模式的基本使用方式和优缺点。
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