tomcat中的NIO發展
前言
Tomcat目前支持BIO（阻塞 I/O）、NIO（非阻塞 I/O）、AIO（異步非阻塞式IO，NIO的升級版）、APR（Apache可移植運行庫）模型，本文主要介紹NIO模型，目前NIO模型在各種分布式、通信、Java系統中有廣泛應用，如Dubbo、Jetty、Zookeeper等框架中間件中，都使用NIO的方式實現了基礎通信組件
BIO
傳統的BIO模型，每個請求都會創建一個線程，當線程向內核發起讀取數據申請時，在內核數據沒有準備好之前，線程會一直處于等待數據狀態，直到內核把數據準備好并返回
在Tomcat中,由Http11Protocol實現阻塞式的Http協議請求，通過傳統的ServerSocket的操作，根據傳入的參數設置監聽端口，如果端口合法且沒有被占用則服務監聽成功，再通過一個無限循環來監聽客戶端的連接，如果沒有客戶端接入，則主線程阻塞在ServerSocket的accept操作上（在Tomcat8、9的版本中已經不支持BIO）
第一次阻塞 connect調用：等待客戶端的連接請求，如果沒有客戶端連接，服務端將一直阻塞等待
第二次阻塞 accept調用：客戶端連接后，服務器會等待客戶端發送數據，如果客戶端沒有發送數據，那么服務端將會一直阻塞等待客戶端發送數據
在Tomcat中，維護了一個worker線程池來處理socket請求，如果worker線程池沒有空閑線程，則Acceptor將會阻塞，所以在有大量請求連接到服務器卻不發送消息（占用線程，阻塞與accept的調用）的情況下，會導致服務器壓力極大
NIO
NIO模型彌補了BIO模型的不足，它基于選擇器檢測連接（Socket）的就緒狀態通知線程處理，從而達到非阻塞的目的，Tomcat NIO基于I/O復用(select/poll/epoll)模型實現，在NIO中有以下幾個概念：
Channel
Chnnel是一個通道，網絡數據通過Channel讀取和寫入，通道和流的不同之處在于流是單向的，而通道是雙向的
Selector
多路復用器Selector會不斷輪詢注冊在其上的Channel，如果某個Channel上面發生讀或者寫，就表明這個Channel處于就緒狀態，會被Selector選擇，通過SelectionKey（通道監聽關鍵字）可以獲取就緒Channel的集合，再進行后續IO操作。那么只要有一個線程負責Selector輪詢，那么就可以接入成千上萬個客戶端
在Tomcat中，由NioEndpoint處理非阻塞 IO 的 HTTP/1.1 協議的請求
bind()的作用在于：開啟 ServerSocketChannel ，通過ServerSocketChannel 綁定地址、端口
startInternal()主要作用在于初始化連接，啟動工作線程池poller 線程組、acceptor 線程組。
acceptor用于監聽Socket連接請求，每個acceptor啟動以后就開始循環調用 ServerSocketChannel 的 accept() 方法獲取新的連接，然后調用 endpoint.setSocketOptions(socket) 處理新的連接，在endpoint.setSocketOptions(socket) 中 則會通過getPoller0().register(channel)，將當前的NioChannel 注冊到Poller中，此邏輯在Acceptor .run()中處理
調用getPoller0().register(channel)后，請求socket被包裝為一個 PollerEvent，然后添加到 events 中，此過程是由poller線程去做的，poller 的 run() 會循環調用 events() 方法處理注冊到 Selector （每一個poller會開啟一個 Selector）上的channal ，監聽該 channel 的 OP_READ 事件，如果狀態為 readable，那么在 processKey ()中將該任務放到 worker 線程池中執行。整個過程大致如下圖所示
在NIO模型，不是一個連接就要對應一個處理線程了，連接會被注冊到Selector上面，當Selector監聽到有效的請求，才會分發一個對應線程去處理，當連接沒有請求時，是沒有工作線程來處理的
Tomcat中修改
在Tomcat中指定連接器使用的IO協議，可以通過server.xml的《connector》元素中的protocol屬性進行指定，默認值是HTTP/1.1，表明當前版本的默認協議，可以通過把HTTP/1.1修改為以下指定使用的IO協議
org.apache.coyote.http11.Http11Protocol：BIO
org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol：NIO
org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol：NIO2
org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol：APR
總結
BIO每個連接都會創建一個線程，對性能開銷大，不適合高并發場景。
NIO基于多路復用選擇器監測連接狀態在通知線程處理，當監控到連接上有請求時，才會分配一個線程來處理，利用少量的線程來管理了大量的連接，優化了IO的讀寫，但同時也增加CPU的計算，適用于連接數較多的場景
