Java高级IO技术解析：BIO、NIO与AIO

"大厂真题之丰巢科技-Java高级.pdf" 这篇资料主要探讨了Java中的高级IO概念，特别是对比了三种不同的IO模型：BIO（Blocking I/O）、NIO（New I/O）和AIO（Asynchronous I/O），以及在Java中实现IO多路复用的select和poll方法的区别。 1. BIO与NIO的区别： - BIO（同步阻塞I/O）：在这种模式下，当用户进程发起一个IO操作时，必须等待IO操作完成，只有在实际完成IO操作后，用户进程才能继续执行。Java的传统IO模型就属于这种类型。BIO的一个典型例子是，如果有一排水壶在烧水，BIO的工作模式是让一个线程停留在一个水壶旁，直到水壶烧开，才会去处理下一个水壶，这在等待水壶烧开的过程中，线程没有做任何其他工作。 - NIO（同步非阻塞I/O）：NIO引入了通道（Channel）和缓冲区（Buffer）的概念，数据从通道读取到缓冲区，或从缓冲区写入通道。此外，还可以使用Selector监听多个通道的事件，如连接建立、数据可读等。这样，单个线程可以处理多个数据通道。NIO的比喻是，一个线程不断地轮询每个水壶的状态，以便在水壶状态变化时进行下一步操作。 - AIO（异步非阻塞I/O）：AIO允许在IO操作状态改变后，由系统通知相应的线程进行处理，而不是线程自己去轮询检查。在这个烧水的例子中，AIO相当于在每个水壶上安装了一个开关，水壶烧开后会自动通知。 2. select与poll的区别： - IO多路复用：这是操作系统提供的一种机制，使得一个进程可以同时监控多个IO事件，当检测到其中一个或多个事件准备好时，操作系统会通知进程。IO多路复用的主要优点是相比于多进程或多线程，它具有更低的系统开销。 - select：在Linux中，select函数允许程序监视多个文件描述符，当这些文件描述符中有数据可读或可写时，select会返回。select的限制在于它能监控的文件描述符数量有限，且每次调用都会对所有文件描述符进行扫描。 - poll：poll是select的增强版，它可以监控更多的文件描述符，并且没有最大数量的限制。poll使用结构体pollfd数组来表示要监控的文件描述符，相比select，poll更灵活，性能也更好，特别是在大量文件描述符的情况下。 理解这些IO模型和多路复用方法对于优化Java应用的并发性能至关重要，尤其是在处理大量并发连接的服务器端编程中。例如，在网络编程中，NIO常用于构建高效的服务器，如高性能的游戏服务器或大型分布式系统，而AIO则适用于对响应速度有极高要求的场合。熟悉并熟练运用这些技术可以帮助开发者创建出更高效、更稳定的软件系统。