目錄

一、同步與非同步

二、阻塞與非阻塞

三、BIO（Blocking I/O，阻塞I/O）

四、NIO（Non-blocking I/O，非阻塞I/O）

五、AIO（Asynchronous I/O，異步I/O）

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同步阻塞：燒水一直站旁邊等到水開

同步非阻塞：燒上水后去做其他事，時不時去看一看水開沒開

異步非阻塞：燒上水后去做其他事，直到聽見水開的聲音

一、同步與非同步

• 同步：同步就是發起一個調用后，被調用者未處理完請求之前，調用不返回。
• 異步：異步就是發起一個調用后，立刻得到被調用者的回應表示已接收到請求，但是被調用者并沒有返回結果，此時我們可以處理其他的請求，被調用者通常依靠事件，回調等機制來通知調用者其返回結果。

二、阻塞與非阻塞

• 阻塞：阻塞就是發起一個請求，調用者一直等待請求結果返回，也就是當前線程會被掛起，無法從事其他任務，只有當條件就緒才能繼續。
• 非阻塞：非阻塞就是發起一個請求，調用者不用一直等著結果返回，可以先去干其他事情。

三、BIO（Blocking I/O，阻塞I/O）

傳統的 I/O 模型，所有操作都是阻塞的。當一個線程執行 I/O 操作（如讀取數據）時，會一直阻塞直到數據準備完成或操作結束，期間無法進行其他任務。

通常采用一連接一線程的模式，即每個客戶端連接都需要一個獨立的線程來處理。

• 優點：實現簡單，易于理解和編碼。
• 缺點：資源消耗大，當并發量高時，會創建大量線程，導致系統開銷劇增， scalability（可擴展性）差。
• 適用場景：并發量小、連接數少且固定的場景，如簡單的本地文件操作或低并發的網絡應用。

四、NIO（Non-blocking I/O，非阻塞I/O）

基于緩沖區（Buffer）、通道（Channel）和選擇器（Selector）實現，操作是非阻塞的。線程在進行 I/O 操作時，如果數據未準備好，不會一直等待，而是可以去處理其他任務，稍后再檢查操作是否完成。

采用多路復用模式，一個選擇器可以監控多個通道的 I/O 事件（如連接請求、數據可讀等），一個線程可以處理多個客戶端連接。

• 優點：減少了線程數量，降低了系統資源消耗，提高了并發處理能力。
• 缺點：編程復雜度較高，需要處理緩沖區、通道和選擇器之間的交互。
• 適用場景：高并發、I/O 密集型的場景，如服務器端的網絡通信（如 Nginx 部分采用了類似 NIO 的思想）。

五、AIO（Asynchronous I/O，異步I/O）

完全異步的 I/O 模型，操作發起后，線程無需等待操作完成，而是繼續執行其他任務，當 I/O 操作完成后，系統會通知線程（通過回調函數等方式）處理結果。

基于回調機制，當應用程序發起 I/O 操作后，內核會在操作完成后主動通知應用程序。

• 優點：進一步提升了系統的并發處理能力，線程利用率更高，無需像 NIO 那樣主動輪詢檢查操作狀態。
• 缺點：實現和理解難度較大，在一些場景下可能存在回調嵌套過深的問題。
• 適用場景：對響應時間要求高、并發量極大的場景，如高性能的服務器端應用、大數據處理等。