Java中的IO操作分为三种模式：同步阻塞式（BIO），同步非阻塞式（NIO），异步非阻塞式（AIO），下面主要讲解BIO和NIO。
1.1 什么是BIO
BIO（Block IO）：面向流传输（input/output），同步阻塞式IO。
- InputStream： 输入流（用于读取字节）
- OutputStream： 输出流（用于写入字节）
在JDK1.4之前，Java网络编程中使用java.net包中的api，数据读写则使用Socket类中i / o流来传输。
BIO概述：为了解决服务器单个线程I/O请求阻塞，服务器实现模式为一个连接请求一个线程，客户端只要有连接请求服务器就会启动一个线程去处理。
1.1.1 BIO处理方式
通过多线程实现在不同的线程中去处理不同客户端的I/O请求（1：1）。
1.1.2 服务端代码示例
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ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); // 监听端口8888
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try {
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while (true) {
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Socket socket = serverSocket.accept(); //阻塞式接收socket连接
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new Thread(() -> { //创建一个新的线程
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byte[] b = new byte[1024];
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try {
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InputStream in = socket.getInputStream();
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int len = in.read(b); // 读取客户端发送的数据
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System.out.println("接收到客户端数据：" + new String(b,0,len));
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OutputStream out = socket.getOutputStream();
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out.write("successful...".getBytes()); // 返回数据到客户端
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//关闭连接
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in.close(); out.close(); socket.close();
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} catch (Exception e) {
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e.printStackTrace();
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}
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}).start();
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}
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} catch (Exception e) {
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e.printStackTrace();
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} finally {
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serverSocket.close();
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}
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1.1.3 存在的问题
虽然使用多线程解决了多个客户端I/O请求服务端导致阻塞的问题，但是一个连接请求去启动一个线程，在高并发环境下，线程数量过多，会消耗过多的内存资源出现内存溢出，严重则导致服务器宕机。
这里顺便提一下（伪异步IO）：服务端采用固定大小的线程池和队列的方式来处理客户端的连接，无论多少个客户端连接都不会导致内存溢出等问题，但是当线程池中线程的数量达到了最大值时，新的客户端连接会一直在队列中等待（线程池释放某个客户端线程的资源）线程池有空闲位置；如果队列数量满时，会造成大量客户端请求连接等待超时。
2.1 什么是NIO
NIO（官方New IO，又称Non Block IO）：面向缓冲区（channel传输），同步非阻塞式IO，选择器（多路复用器）
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Channel：用来传输字节数据，可以进行双向传输（read/write）
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Buffer：缓存区用来存储字节数据
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Selector：多路复用器，所有的客户端连接请求（channel）注册到选择器上面，单个线程处理多个channel连接
在JDK1.4，Windows下采用select模型，Linux下采用Linux IO模型 epoll（有兴趣可以了解下Linux IO模式）；NIO编程直接使用java.nio包中的api，数据传输和读写则使用Channel和ByteBuffer。
NIO概述：服务端实现模式为一个请求（read/write）一个线程，客户端有连接请求会被注册到Selector中，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才会启动一个线程去处理数据。
2.1.1 处理方式
当Selector轮询到某个channel中有read/write请求时，才会去启动一个线程去处理。
Selector的好处在于：单线程来处理更多的客户端连接请求（M：1）。
2.1.2 服务端代码示例
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ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
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serverSocketChannel.configureBlocking(false);//切换为非阻塞模式
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serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8888));//监听端口8888
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//获取选择器
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Selector selector = Selector.open();
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//将通道注册到选择器，等待连接
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serverSocketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
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//获取选择器中已经准备就绪的事件
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while (selector.select() > 0) {
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//获取当前选择器所有注册的监听事件
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Iterator<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys().iterator();
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while (selectionKeys.hasNext()) {
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//获取事件
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SelectionKey sk = selectionKeys.next();
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if (sk.isAcceptable()) {
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//获取客户端连接
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SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
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socketChannel.configureBlocking(false); //切换非阻塞模式
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socketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);//注册选择器为读模式
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}else if(sk.isReadable()){ //(读就绪)有可读数据
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new Thread(() -> {
-
//获取当前选择器上读就绪状态的通道
-
//读取客户端数据，这里省略
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}).start();
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}else if(sk.isWritable()){ //(写就绪)可写数据，一般不需要去注册该(可写)事件，在读取数据后写入即可
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new Thread(() -> {
-
//获取当前选择器上写就绪状态的通道
-
//写入数据到客户端，这里省略
-
}).start();
-
}
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selectionKeys.remove(); //移除通道中的事件
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}
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}
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//关闭通道
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serverSocketChannel.close();
2.1.3 存在的问题
1.JDK提供的java.nio包进行NIO编程会比较复杂（需要熟练掌握nio包和Java多线程），ByteBuffer读写时需要使用flip()和clear()进行切换，包括字节数据出入站的编解码等问题，建议使用NIO框架（Netty，Mina）来进行开发。
2.传输数据量过大，读写过程长时，由于同步需要等待整个操作完成才会返回，这时需要考虑业务场景来使用。
总结
区别：
BIO：面向流传输，阻塞式IO。
NIO：面向缓冲区，非阻塞式IO，选择器。
内存开辟：
BIO：堆内存中，操作数据时需要先将堆内存拷贝到堆外内存。
NIO：直接内存，减少了垃圾回收，加快复制的速度（如果存在内存泄漏(堆外内存泄漏)，难以排查）。
使用场景：
BIO：一个连接一个线程（一个线程处理一个连接），如果连接数少，它的延迟是最低的，适用于连接数少延迟低的场景。
NIO：一个请求一个线程，阻塞数据处理但不阻塞数据接收，适用于数据量小并发高的场景。