IO 模型

Todo 理解后优化

在网络编程中，IO 模型和 Reactor 模型是两种重要的并发处理方式，主要用于高并发网络服务器的设计，特别是 Java 的 Netty、NIO、Spring WebFlux 等框架都会涉及。

IO 模型主要描述 操作系统如何处理网络 IO 请求。常见的 IO 模型有 5 种：

1、阻塞IO（Blocking IO）

特点：每个请求需要一个线程处理，线程会一直阻塞，直到数据到达并完成读取。
缺点：线程资源浪费，在高并发情况下容易造成性能瓶颈。

示例：

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
Socket socket = serverSocket.accept(); // 阻塞等待连接
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
int data = inputStream.read(); // 阻塞等待数据

2、非阻塞IO（Non-Blocking IO）

特点：进程不断轮询检查数据是否准备好，如果没有数据，立即返回，不会阻塞线程。
缺点：CPU 资源消耗大，需要不断轮询。

示例：

socketChannel.configureBlocking(false);
int bytesRead = socketChannel.read(buffer); // 非阻塞读取

3、IO多路复用（Multiplexing IO，Select/epoll）

特点：使用 select / poll / epoll 让单个线程管理多个连接，避免了多个线程的资源开销。
优点：适用于高并发场景，不需要每个连接创建一个线程。

示例（Java NIO）：

Selector selector = Selector.open();
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while (true) {
    selector.select(); // 阻塞直到有事件发生
    Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
    for (SelectionKey key : keys) {
        if (key.isReadable()) {
            // 处理可读事件
        }
    }
}

4、信号驱动IO（Signal-driven IO）

特点：使用 SIGIO 信号通知应用程序数据已准备好。
应用场景：很少用于 Java，更常见于 Linux 低级编程。

5、异步IO（Asynchronous IO，AIO）

特点：IO 操作完全由内核负责，应用程序只需要在数据准备好后接收通知，无需轮询。
优点：彻底的异步模型，适用于超高并发场景。

示例（Java AIO）：

AsynchronousServerSocketChannel server = AsynchronousServerSocketChannel.open();
server.accept(null, new CompletionHandler<>() {
    public void completed(AsynchronousSocketChannel channel, Object attachment) {
        // 处理连接
    }
});