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阻塞和非阻塞
阻塞的时候线程会被挂起
阻塞：
当数据还没筹备好时，调用了阻塞的办法，则线程会被挂起，会让出 CPU 工夫片，此时是无奈解决过去的申请，须要期待其余线程来进行唤醒，该线程能力进行后续操作或者解决其余申请。
非阻塞：
意味着，当数据还没筹备好的时候，即使我调用了阻塞办法，该线程也不会被挂起，后续的申请也可能被解决。
同步
同步和异步跟串行和并行十分形似。
假如在一个场景下：实现一个大工作须要 4 个小工作。
同步的做法：须要顺次 4 个步骤，留神这里是顺次，也就是说实现这个步骤，须要先实现前置步骤，也就是说下一个步骤是要看上一个步骤的执行后果。
异步的做法：能够同时进行 4 个步骤，无需期待其余步骤的执行后果。
阻塞和同步的最实质差异在于：
即使是同步，在期待的过程中，线程是不会被挂起，也不须要让出 CPU 工夫片的，
在 IO 中的体现
网络编程的根本模型是：Client/Server模型
两个过程之间要互相通信，其中服务端须要提供地位信息，让客户端找到本人。服务端提供 IP 地址和监听的端口。
客户端拿着这些信息去 向服务端发动建设连贯申请 ，通过三次握手胜利建设连贯后，客户端就能够通过socket 向服务器发送和承受音讯。
BIO
BIO 通信模型采纳的是典型的：一申请一应答通信模型
采纳 BIO 通信模型的服务端，通常会由一个独立的 Acceptor 线程负责监听客户端的连贯。
他不负责解决申请，他只是起到一个 委派工作 的作用，当他接管到申请之后，会 为每个客户端创立一个新的线程进行链路解决。
解决完之后，通过输入流，返回应答给客户端，而后线程被销毁，资源被回收。
该模型的最大问题就是 不足弹性伸缩能力 ， 服务端的线程个数和客户端的并发拜访数 是1：1的关系。
因为线程是 Java 虚拟机十分贵重的资源，当线程书收缩之后，零碎的性能会随着并发量减少 呈反比的趋势降落。
而且会有 OOM 的危险，当没有内存空间创立线程时，就无奈解决客户端申请，最终导致过程宕机或卡死，无奈对外提供服务。
最大的问题就是：每当有一个客户端申请接入时，就会创立一个线程来解决申请。
为了改良这个 一线程一连贯模型，前面又演进出通过：
- 线程池
- 音讯队列
来实现 1 个或者多个线程解决 N 个客户端的模型。
在这里，无论是线程池和音讯队列，都是解决 内存空间 ， 线程 的问题，并没有实质性地扭转 同步阻塞通信 实质问题
所以这种优化版本的 BIO 也被称为是 伪异步。
伪异步 IO
采纳 线程池 和工作队列 能够实现一种：伪异步的 IO 通信
将客户端的申请封装成一个Task（该工作实现 java.lang.Runnable 接口），投递到音讯队列中。
如果通过 线程池保护一堆解决线程，去生产队列中的音讯。
处理完毕之后，再去通过客户端就能够了，他的资源是可控的，无论客户端的申请量是多少，也不会发生变化，同样这也是他的毛病之一。
建设连贯的 accpet 办法、读取数据的 read 办法都是 阻塞。
这就意味着，如果有一方 解决申请或者发出请求的比较慢，或者是网络传输比较慢，那么都会影响对方。
当调用 OutputStream 的write办法写输入流的时候，它将会被阻塞，直到所有要发送的字节全副写入结束，或者产生异样。
在 TCP/IP 中，当音讯的接管方解决迟缓的时候，因为 音讯滑动窗口 的存在，那么它的接管窗口就会变小，就是那个TCP window size。
如果这里采纳同步阻塞 IO，并且 write 操作被阻塞很久，直到TCP window size 大于 0 或者产生 IO 异样了。
那么 通信对方返回应答工夫过长会引起的级联故障：
- 线程问题 ：如果所有的可用线程都被故障服务器阻塞，那么 后续所有的 IO 音讯都将被队列中排队。
- 队列问题 ：如果队列采纳的是
有界队列， 队列满了之后那么就会无奈后续解决申请 ；如果采纳的是无界队列，那么会有 OOM 危险。
NIO
NIO，官网叫法是
new IO，因为它绝对于之前出的 java.io 包是新增的然而之前老的 IO 库都是阻塞的，New IO 类库指标就是为了让 Java 反对非阻塞 IO，所有更多的人称为
Non-Block IO
缓冲区 Buffer
Buffer是一个对象，通常是 ByteBuffer 类型
任何时候操作 NIO 中的数据，都须要通过缓冲区。
在 NIO 库里，所有数据操作是用缓冲区解决的。
- 读取数据 时，是间接读到缓冲区中（这里并没有 间接读到某个中央，而是都放到缓冲区中）
- 写入数据 时，写入到缓冲区
缓冲区本质上是一个数组，通常是一个字节数组 ByteBuffer，本身还须要保护读写地位，能够用 指针 或者 偏移量 来实现。
除了 ByteBuffer 还有其余 根本类型缓冲区：
CharBuffer：字符缓冲区ShortBuffer：短整型缓冲区IntBuffer：整形缓冲区LongBuffer：长整型缓冲区DoubleBuffer：双精度缓冲区
通常是用ByteBuffer
通道 Channel
网络数据通过 Channel 读取和写入
Channel 通道和 Stream 流最大的区别在于：
Channel的数据流向是 双向 的Stream的数据流向是 单向 的
这就意味着：应用 Channel，能够同时进行读和写 ，他是 全双工 模型。（能够联想到HTTP1.1 HTTP2.0 HTTP3.0 `websocket`）
多路复用器 Selector
Selector 是 NIO 编程的根底
Selector会 一直轮询注册 在其上的Channel。
如果某个 Channel产生读写事件 ，就代表这个 Channel 是 就绪状态，会被 Selector 轮询进去。
而后依据 SelectionKey 能够获取就绪 Channel 的汇合，进行后续 IO 操作。
一个 Selector 能够轮询多个 Channel，JDK 是基于 epoll 代替传统的 select，所以不受句柄 fd 的限度。
意味着，一个线程负责 Selector 的轮询千万个客户端，
AIO
NIO2.0引入了新的 异步通道 的概念，并提供了 异步文件通道 和异步套接字通道 的实现
- 通过 java.util.concurrent.
Future类来示意 异步操作的后果。 - 在执行异步操作的时候传入一个 java.nio.channels
CompletionHandler接口的实现类作为操作实现的 回调
NIO2.0的 异步 socket 通道是真正的异步非阻塞 IO。
- 同步socket channel：
SocketServerChannel - 异步socket channel：
AsynchronousServerSocketChannel
它不须要通过多路复用器（selector）对注册到外面的通过进行 轮询 操作，就能够实现 异步读写。
AIO 和 NIO 最大的区别在于：异步 Socket Channel 是被动执行对象
- NIO 须要咱们把 channel 注册到 selector 上进行程序扫描、轮询
- AIO 则是通过
Future类，实现回调办法：completed、failed
4 种 IO 比照
IO 模型次要是探讨 2 个维度：
- 同步 / 异步
- 阻塞 / 非阻塞
同步 / 异步的判断规范次要是：Channel的问题
阻塞 / 非阻塞的判断规范次要是：selector的问题
阻塞的关键点在于：建设连贯 和数据传输
BIO（阻塞）意味着在实现建设连贯（accpet）动作之后，能力进行后续操作
NIO（非阻塞）在解决客户端的连贯时，能够将对应的 channel 注册到 Selector 上，此时我不论他好了没有，我有 Selecotr 来帮我去扫就绪态的channel，所以他是非阻塞的
异步非阻塞 IO
异步非阻塞 IO：
AIO
有的人也叫 JDK1.4 推出的 NIO 为异步非阻塞 IO
然而严格来说，它只能被称为是 非阻塞 IO，并不是真正意义上的 异步
后期 selector 的底层是通过 select/poll 来实现的，尽管是用 epoll 代替了 select/poll，下层的 API 没有变动， 只是一次 NIO 的性能优化，仍旧没有扭转 IO 的模型
在 JDK1.7 提供的 NIO2.0 新增了：异步套接字通道，他才是真正的异步 IO。
多路复用器 Selector
Selector 的外围性能：就是用来轮询注册在它下面的 Channel
当发现某个就绪态的 Channel，就会找出他的SelectionKey，而后进行后续的 IO 操作。
后期的时候 JDK1.4，selector 底层是基于 select/poll 技术实现
前面优化，应用 epoll 来代替
伪异步 IO
只是在 线程层面 上进行了一次优化，IO 模型并没有扭转
通过 解决工作 Task 队列 + 线程池解决申请 的形式来优化资源
解决了 BIO 的线程和申请：1 对 1 的关系