IO

IO的核心就是数据传输，也就是程序与外部设备之间进行传输，通过IO的核心可以分为，

文件IO和网络IO

文件IO交互的对象就是本地存储设备，比方说读写本地文件。

网络IO交互的对象就是网络设备，核心的应用场景就是网络通信。

按照操作方式来进行划分：同步IO和异步IO

同步IO核心逻辑是指调用者发起IO请求之后必须等待IO操作完全完成，才能继续执行，缺点就是效率低，应用场景大部分简单业务。

异步IO调用者发起IO请求后，无需等待，直接返回，IO完成后内核通知告知调用者和。缺点就是逻辑复杂，需要进行通知处理，应用在高并发场景。

按照内核是否拷贝数据分：阻塞IO和非阻塞IO。

阻塞IO核心逻辑是发起请求之后内核若数据未准备好，会让调用者阻塞，直到数据准备好并完成拷贝，才会叫醒调用者。

非阻塞IO：核心逻辑是调用者发起请求后，内核数据未准备好，会立即返回未就绪状态，调用者需要通过轮询进行反复的查找，确认数据是否准备好

经典IO模型

1. BIO - Blocking I/O (阻塞 I/O)

• 为什么叫“BIO”？
  因为它代表 Blocking I/O。在 Java 1.4 之前，只有一套原始的 I/O API（java.io 包，如 InputStream, OutputStream, ServerSocket, Socket）。这套 API 的核心特征就是 阻塞。

• “阻塞”体现在哪里？
  当线程调用 read() 或 accept() 等方法时，线程会被挂起，直到数据准备好或连接建立成功。在此期间，这个线程什么也干不了，就像被“阻塞”住了一样。

• 设计模式：
  通常采用 “一个连接一个线程” 的模型。当并发连接数很高时，需要创建大量线程，而线程上下文切换的开销巨大，会耗尽系统资源。

结论：BIO 是以其最核心的特征——Blocking（阻塞）——来命名的。

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2. NIO - New I/O / Non-blocking I/O (新的 I/O / 非阻塞 I/O)

• 为什么叫“NIO”？
  这个名字有双重含义：

  1. 字面意思：New I/O。因为在 Java 1.4 中，它是一套全新的 I/O API（java.nio 包），旨在解决 BIO 的性能瓶颈。

  2. 核心特性：Non-blocking I/O。这是这套新 API 最引人注目的特性之一。它提供了非阻塞的工作模式。

• “非阻塞”体现在哪里？
  线程可以向通道（Channel）发起一个读请求，如果当时没有数据可用，线程不会被挂起，而是立刻得到一个返回结果（比如返回 0），然后这个线程可以马上去处理其他通道的请求。

• 核心机制：
  它的非阻塞能力是建立在 I/O 多路复用 机制之上的（通过 Selector 实现）。一个线程可以轮询多个通道（Channel），看哪些已经就绪，然后只对那些就绪的通道进行实际的 I/O 操作。这才是它能够用少量线程处理大量连接的关键。

结论：NIO 的名字既代表了它是“新”的 API，也强调了其“非阻塞”的核心特性。

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3. AIO - Asynchronous I/O (异步 I/O)

• 为什么叫“AIO”？
  因为它代表 Asynchronous I/O。这是在 Java 7 中引入的，更加强大和彻底的异步 I/O 模型。

• “异步”体现在哪里？
  它与“非阻塞”有本质区别：

  • NIO (Non-blocking)： 是 同步的。你需要不断地主动去问（轮询）数据好了没有，然后自己去拷贝数据。

  • AIO (Asynchronous)： 是 真正异步的。你只需要发起一个 I/O 操作（如 read），并提供一个回调函数。当内核完成所有工作（包括数据准备和从内核空间拷贝到用户空间）后，会主动通知你，并调用你提供的回调函数。

  整个过程，应用程序线程完全不需要参与，可以继续执行其他逻辑。

• 实现：
  在 Java 中，AIO 的相关类在 java.nio.channels 包下，主要以 AsynchronousSocketChannel, AsynchronousServerSocketChannel 和 CompletionHandler 为核心。

结论：AIO 的名字准确地描述了其“异步”的本质特征，即“你叫我，我来做，做好了回调告诉你”。

缩写	全称	中文	核心特征	模型	比喻
BIO	Blocking I/O	阻塞式 I/O	调用会阻塞线程	同步阻塞	同步排队：在餐厅点餐后，必须站在柜台前傻等，直到餐做好。
NIO	New I/O Non-blocking I/O	新的 I/O 非阻塞 I/O	调用不会阻塞线程	同步非阻塞 (I/O多路复用)	异步排队：点餐后拿个号，你可以去玩手机，但需要不时抬头看屏幕是否叫到你的号，然后自己去取。
AIO	Asynchronous I/O	异步 I/O	由系统完成后回调	异步非阻塞	外卖：手机下单后就不用管了，外卖小哥会直接送到你手上，并通知你。

“BIO 和 NIO 的命名主要源于 Java API 的演进。BIO 代表 Blocking I/O，强调了其阻塞的特性。NIO 既是 New I/O（一套新的 API），也代表了 Non-blocking I/O（其核心特性之一）。而 AIO 则明确代表了 Asynchronous I/O，即异步 I/O 模型，这是从它们最根本的行为特征来命名的。”