1 Linux网络I/O模型

Linux的内核将所有外部设备看作文件来操作，对一个文件的读写操作会调用内核提供的命令返回一个file descriptor（文件描述符）。对一个socket的读写会有相应的描述符socket fd（socket描述符），描述符适合数字，指向内核中的一个结构体（文件路径、数据区等属性）。

unix提供的I/O模型有： ● 阻塞I/O模型 ● 非阻塞IO模型 ● IO复用模型：select/poll、epoll ● 信号驱动IO模型 ● 异步IO模型

参考《UNIX网络编程》

2 IO多路复用技术

背景：需要同时处理多个客户端请求时，可以利用多线程或IO多路复用技术进行处理。 IO多路复用技术通过把多个IO的阻塞复用到同一个select的阻塞上，从而使得系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端的请求。 应用场景： ● 服务器需要同时处理多个处于监听状态或者多个连接状态的套接字； ● 服务器需要同时处理多种网络协议的套接字

支持IO多路复用的系统调用有select、pselect、poll、epoll，过去一般使用select做轮询和网络事件通知，因为其缺点，目前一般采用epoll。epoll的优点：

• 支持一个进程打开的socket描述符不受限制（仅受限与操作系统的最大文件句柄数）；
• IO效率不会随着FD数目的增加而线性下降：select/poll会线性扫描socket集合
• 使用mmap加速内核与用户空间的消息传递
• epoll的API更加简单

3 Java的IO演变

• JDK1.4之前：BIO（同步阻塞IO）
• JDK1.4：NIO（提供异步IO操作、非阻塞IO操作）
• JDK1.7：升级NIO（提供AIO能力，支持基于文件的异步IO操作和针对网络套接字的异步操作）

网络编程的基本模型是client/server模型，就是两个进程之间进行相互通信，其中服务端提供服务，客户端通过连接操作向服务端监听的地址发起连接请求，通过三次握手建立连接，如果连接建立成功，双方可以通过网络套接字进行通信。

3.1 BIO通信模型

BIO提供了Socket类和ServerSocket类。

3.2 伪异步IO

3.3 NIO通信模型

NIO提供了SocketChannel类和ServerSocketChannel类，这两个类支持阻塞和非阻塞两种模式。对于低负载、低并发的应用程序可以选择阻塞模式，对于高负载、高并发的选择非阻塞模式。 NIO的类库有：

• 缓冲区buffer类
• 通道channel类
• 多路复用器Selector类