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