分布式学习笔记---分布式架构网络通信-同步与异步-阻塞和非阻塞

分布式学习笔记—分布式架构网络通信-同步与异步-阻塞和非阻塞

1. 三种IO模型：BIO、NIO、AIO

1. BIO：同步阻塞
2. NIO：同步非阻塞
3. AIO：异步非阻塞

2. 同步和异步简介： 强调的是消息通信机制

2-1.同步：

1. 同步（synchronize）、异步（asychronize）是指应用程序和内核(操作系统)的交互而言的.
2. 同步：指用户进程触发IO操作等待或者轮训的方式查看IO操作是否就绪。
3. 同步举例: 银行取钱,我自己去取钱,取钱的过程中等待.

2-2.异步：

1. 当一个异步进程调用发出之后，调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出之后，被调用者通过状态、通知来通知调用者，或者通过回调函数来处理这个调用。
2. 使用异步IO时，Java将IO读写委托给OS处理，需要将数据缓冲区地址和大小传给OS，OS需要支持异步IO操作
3. 异步举例：我请朋友帮我取钱,他取到钱后返回给我. (委托给操作系统OS, OS需要支持IO异步API)

3. 阻塞和非阻塞： 强调的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态

1. 阻塞和非阻塞是针对于进程访问数据的时候,根据IO操作的就绪状态来采取不同的方式.
2. 简单点说就是一种读写操作方法的实现方式. 阻塞方式下读取和写入将一直等待, 而非阻塞方式下,读取和写入方法会立即返回一个状态值.
3. 举个例子：
   1. 阻塞：ATM机排队取款，你只能等待排队取款（使用阻塞IO的时候，Java调用会一直阻塞到读写完成才返回。）
   2. 非阻塞：
      柜台取款，取个号，然后坐在椅子上做其他事，等广播通知，没到你的号你就不能去，但你可以不断的问大堂经理排到了没有。（使用非阻塞IO时，如果不能读写Java调用会马上返回，当IO事件分发器会通知可读写时再继续进行读写，不断循环直到读写完成）

4. 同步和异步,阻塞和非阻塞的例子

老张煮开水。 老张，水壶两把（普通水壶，简称水壶；会响的水壶，简称响水壶）。

1. 老张把水壶放到火上，站立着等水开。（同步阻塞）
2. 老张把水壶放到火上，去客厅看电视，时不时去厨房看看水开没有。（同步非阻塞）
3. 老张把响水壶放到火上，立等水开。（异步阻塞）
4. 老张把响水壶放到火上，去客厅看电视，水壶响之前不再去看它了，响了再去拿壶。(异步非阻塞)

5. BIO: 同步阻塞IO,B代表blocking

1. 服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。
2. 适用场景：Java1.4之前唯一的选择，简单易用但资源开销太高
   

6. NIO介绍: 同步非阻塞IO （non-blocking IO / new io）是指JDK 1.4 及以上版本

1. 服务器实现模式为一个请求一个通道，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有IO请求时才启动一个线程进行处理。

6-1.通道（Channels）

1. NIO 新引入的最重要的抽象是通道的概念。Channel 数据连接/传输的通道。 数据可以从Channel读到Buffer中，也可以从Buffer 写到Channel中 .

6-2.缓冲区（Buffers）

1. 通道channel可以向缓冲区Buffer中写数据，也可以像buffer中存数据。

6-3.选择器（Selector）

1. 使用选择器，借助单一线程，就可对数量庞大的活动 I/O 通道实时监控和维护。
   

7. AIO介绍: 异步非阻塞IO。A代表asynchronize

1. 当有流可以读时,操作系统会将可以读的流传入read方法的缓冲区,并通知应用程序,对于写操作,OS将write方法的流写入完毕是操作系统会主动通知应用程序。因此read和write都是异步 的，完成后会调用回调函数。
2. 使用场景：连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器。重点调用了OS参与并发操作，编程比较复杂。Java7开始支持