本文详细介绍了Java中常用的四个常见IO Model Model Model Model Model Model Model Model Model Model Model Model Model Model Model，IO Multi -Way，AIO和Select，Poll和Epoll系统功能。
网络中请求和响应的过程可以简单地分为以下步骤。以服务器接收消息为例：
在网络IO的过程中，它可以分为两个阶段：
基于上述步骤，有四个通用网络IO模型：
同步I/O：每个请求都必须一一处理。请求的处理将导致整个过程暂时等待。这些事件不能一起执行。用户线程在启动I/O请求后需要等待或咨询内核I/O操作。
异步I/O：可以一起执行多个请求。请求或任务的执行不会导致整个过程的临时等待。用户线程在启动I/O请求后继续执行。内核I/O操作完成后，将通知用户线程，或将调用用户线程注册的回调功能。
障碍物和非覆盖是处理该过程在访问数据时是否准备就绪的过程。
障碍物：发出请求后，由于未满足请求操作的要求，请求操作已被阻止，并且在满足条件之前不会退还。
非块：发出请求后，如果不满足所需的条件，徽标信息会通知条件不满足条件，并且不会等待。从基因上讲，您需要通过循环判决请求获得请求结果健康）状况。
同步和异步焦点是多个任务的过程。是否必须在完成第一个启动任务后必须执行启动任务。首先启动的任务请求是阻塞性等待完成，或者立即返回周期等待请求成功。
障碍物和非阻塞的重点是，当未满足条件并立即返回时，请求方法是否被阻止。
同步阻止IO（阻止IO）模型也称为BIO，这是最简单，最常见的模型。在Linux中，所有插座默认情况下都阻止IO。
在此模型中，用户空间的应用通过执行读取呼叫（基础是RECVFROM系统调用）来读取数据以从套接字读取数据。在空间中启动读取调用后，将在从内核空间复制到用户空间后将其返回。
很多时候，当程序执行读取呼叫时，尚未达到数据包，也没有复制到内核空间。目前，在复制到应用程序空间的过程中，读取调用（底层被调用），调用线程仍将被阻止。
同步IO模型的特征是IO操作的两个阶段将阻止调用线程。
生物模型易于编程。在阻止数据的期间，用户线程被挂起。目前，将不使用CPU资源，并且可以及时返回数据。没有延迟；
但是，由于同步阻塞的特性，服务器通常会为每个客户连接（即多线程解决方案）关联一个独立的线程。
当客户连接的数量不高时，这是可以的。但是，当面对100,000甚至一百万级连接时，都需要大量线程来维护大量的网络连接。内存和线程开关费用将是巨大的。传统的生物模型无能为力。因此，我们需要更有效的I/O处理模型来应对更高的并发。
在Linux系统下，您可以通过设置套接字来将其转换为非阻滞，即同步非阻止IO（非阻止IO）型号。在Java中，它通过执行Channel.ConfigureBlocking（false）而变成非阻滞。方法。
有两种可能性：
返回过程后，由于数据尚未准备就绪，过程（过程）可以做其他事情，然后启动RECVFROM系统调用以重复上述过程。此过程通常称为轮询。有效地使用CPU。
在每个启动IO系统调用之后，如果它处于IO准备阶段（数据尚未准备就绪），则立即返回。通过旋转的操作，可以避免调用线。
但是，简单的NIOS需要连续重复IO系统调用。这种连续的旋转查询将继续询问内核，该内核将占用大量的CPU时间并导致上下文切换。系统资源利用率较低。
各种Web服务器和框架的底层很少直接使用，但是在其他更高级的IO模型中使用了非块IO的特征。在Java的实际开发中，该IO模型将不参与。Java的Nio在这里不是Nio，而是另一个IO多路复用模型。
IO多路复用（IO多路复用）用于解决在同步非块NIO模型中消耗大量CPU的问题。
IO Multi -Road Reuse模型通过监视线程启动了另一种形式的系统调用形式。一个线程监视多个文件描述符（FD，Linux系统以通过一个FD识别所有网络请求），一旦某个FD操作已准备就绪（通常可以读取/书面的内核缓冲区），则系统调用将返回，然后返回监视线程可以通知程序以调用相应的IO系统，例如通过recvFrom读取数据。一些地方还说，在准备好不同的IO行为后，将返回不同的事件以区分，例如阅读准备就绪事件，编写准备就绪的事件， ETC。
当前支持系统调用功能，例如IO Multi -Road Reuse，我们可以注册多个套接字连接到同一选择操作，我们可以同时收听多个套接字连接。流程调用RECVFROM系统。将数据从内核复制到用户流程。当然，此副本的过程被阻止。
系统调用函数调用后，它也将阻止调用线程，但是与封锁I/O不同，可以阻塞选择，民意调查和EPOLL功能的调用，并聆听在此处的多个插座连接的IO操作同一时间。在一个线程中，同时监视多个IO请求，在同步阻止模型中，必须通过多个线程实现该目标来实现此目标。这是IO Multi -Way Reuse的好处之一，从而极大地降低了系统的费用。
在IO多路重用模型中，插座注册的插座通常设置为非阻滞模型，但对于用户程序是透明的。同样，还选择了原始非阻滞模型所需的旋转操作，民意调查，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，poll，coll，,,,,, poll ,,,,,,,,,，其他系统调用功能在内核空间中有助于我们，减少无效的系统调用和上下文切换，并减少CPU资源的消耗。这是另一个好处。
在使用IO Multi -Way Reuse模型的Java4的新NIO软件包中引入了选择器。通过它，您只能管理多个客户端连接。在Linux系统上的底层，使用EPOLL系统。Selector与频道通道，缓存缓冲区等合作，可以构建多通道重复使用，同步不同步-Blocking IO程序，并提供靠近操作系统底层的高性能数据操作方法。
基于IO多路重用模型，进一步的封装产生了更容易理解的反应器模式。Netty，redis，nginx，tomcat和其他软件和框架都在反应堆模式下使用，也称为反应器模式（右事件反应）.Java Nio的选择器实际上是简单反应器模式的实现。
选择调用和民意调查之间没有根本区别。他们在内部使用“线性结构”来存储互相关注的插座集合。
首先，将绑定插座放在文件描述符号中。使用时，首先需要从Soluect/Coll系统复制选择调用，以通过SELECT/COLL系统从用户状态复制到内核状态，然后将其从内核中阻止。当发生网络事件时，网络事件，然后穿越该过程以注意套接字集合，找到相应的套接字，将其状态设置为可读/书面，然后将整个套接字从内核状态复制到用户模式。用户的态度将继续遍历整个套接字集合以找到可读/书面套接字，然后对其进行处理。
选择具有固定长度的调用BITSMAP以指示一组文件描述符，并且支持的文件描述符数受到限制。最大默认值只能监视1024个插座。拨打电话不再使用bitsmap存储您遵循的文件描述符，替换为动态数组，在链接列表中组织的，并突破select的文件描述符的数量。当然，它将受到系统文件描述符的限制。
对于选择和轮询方法，您需要从头到尾两次进行文件描述性符号的集合。第一个是内核状态，另一个是在用户模式下，将有两个复制文件描述符号。首先是从用户出发，首先是从用户中引入空间，然后在内核修改后，将其传输到用户空间。
客户连接的越多，收集越大，插座集合的遍历和复制将带来很多费用，这非常差，因此有以下EPOLL模型。
完成EPOLL操作的三个步骤，即，三个函数相互合作：
首先使用epoll_create创建一个epoll对象EPFD，然后通过epoll_ctl将套接字添加到EPFD，最后调用epoll_wait等待数据。
执行epoll_create时，系统将在内核缓存中创建一个红色和黑色树和突出的链接列表。
当epoll_ctl在套接字中执行时，EPOLL将检测到上面的红色黑树是否具有此插座，并且如果存在，它将立即返回。然后注册内核中断处理程序的回调函数，以告诉内核插座手柄被中断，将其放置在“就绪列表”链接列表中。如果网卡具有数据可以访问的数据，则将中断信号发送到CPU，则中断CPU响应被中断，并且中断程序将执行先前的回调函数。红树和黑树是有效的数据结构。一般时间的复杂性为O（logn）。
EPOLL_WAIT仅检查链接列表。如果链接列表不是空的，您将返回到现成的链接链接列表，否则您将等待。仅将事件中发生的套接字集传递给应用程序。它不需要查询整个集合（包括无事件的插座），例如Select/Poll，这大大提高了检测效率。
EPOLL具有两种工作模式：LT（级别触发，水平触发）模式和ET（边缘触发，边缘触发器）模式。
级别构成：当它处于某个状态时，它总是会触发。
边缘触发：触发一次在状态转换的边缘。
简而言之，ET模式仅在可读和写作时才通知一次，并且在满足条件和书面的情况时将通知LT模式。。此时，将通知ET模式和LT模式。然后，应用程序可以读取数据。假设只读取1K，可以读取缓冲区，读取缓冲区区域，并且读取缓冲区区域。剩下1K。目前，缓冲区仍然可以阅读。如果再次检查，则不会通知ET模式，并且将再次通知LT模式。
ET模式的性能优于LT模式，因为如果您需要大量读取和编写系统中的描述符，则您将在使用LT模式后返回每次EPOLL_WAIT。描述符！如果您使用ET模式，则不会通知您第二次通知，并且该系统不会填充很多您不在乎的有用文件描述符。
因此，当使用ET模式时，您需要一次读取缓冲区的数据，也就是说，它始终读取直到您读取egain（例如，表明缓冲区是空的），否则不完整的阅读数据问题可能发生。
以同样的方式，LT模式可以处理阻塞和非隔离插座，而ET模式仅支持非屏蔽插座，因为如果被阻止，当没有数据读取和写入数据时，该过程将阻止读取和读取和写功能，并且程序将无法继续执行。
默认情况下，选择和民意调查仅支持LT模式。Epoll使用LT模式工作，可以将其设置为ET模式。
从本质上讲，属于同步io的选择/epoll系统被称为io。读取和写作事件后，它负责阅读和写作，这意味着读取和写作的过程被阻止。- Road Reuse仍然可以总结为同步阻止模型。
IO Multi -Road Reuse要求选择首先询问数据状态的请求，然后通过应用程序启动真实的阅读数据请求，以及异步的非块IO（AIO）（AIO）（AIO），您无需在应用程序中调用。
AIO的基本过程是：通过系统调用用户线程，以告知内核启动某个IO操作，并立即返回用户线程。在整个IO操作过程中完成内核后（包括数据准备和数据复制）），将通知用户程序执行后续业务操作。
AIO是根据事件和回调机制实现的，也就是说，它将在应用程序操作后直接返回，该操作不会阻止那里，并且内核将完成数据准备和复制的两个阶段操作。当内核处理完成后，操作系统将通知相应应用程序的相应应用程序。线程执行后续操作。
在AIO模式下，在内核和重复数据的等待数据的两个阶段中，用户线程不会受到阻碍，并且实现了真实的异步非屏幕。接收相应的通知。因此，异步IO有时称为信号驱动程序IO。
目前，AIO的应用程序并不宽。Netty也尝试使用AIO，但再次放弃。这是因为Netty使用AIO之后，Linux系统上的性能无法改善。
在Java.nio.nio.Channels软件包下，基于Java7期间，基于异步通道的IO，使用异步开始的许多频道接口和类在AIO中进行通信。Java7称他们为Nio.2。
基于异步IO模型和进一步的封装，这是易于理解的ProCractor模型。
参考资料：
如果您需要交流或文章错误，请直接留言。此外，我想喜欢，收集和关注，我将继续更新各种Java学习博客！