阻塞 IO vs 非阻塞 IO

read() 方法会「卡住」多久？这是阻塞和非阻塞的核心区别。

阻塞 IO（BIO）

调用 read() 时，如果没有数据，线程就一直等待，直到：

• 数据来了，返回读到的字节数
• 流关闭了，返回 -1
• 出错了，抛出异常

// BIO 模式：没数据就一直等
ServerSocket server = new ServerSocket(8080);
Socket socket = server.accept(); // 阻塞：等客户端连接

InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf); // 阻塞：等客户端发数据

BIO 的问题是：一个线程只能处理一个连接。10000 个连接就需要 10000 个线程，线程切换开销巨大。

非阻塞 IO（NIO）

调用 read() 时，如果没有数据，立刻返回 -1 或 0，不会等待。

// NIO 模式：非阻塞
SocketChannel channel = SocketChannel.open();
channel.configureBlocking(false); // 设置为非阻塞模式

ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int len = channel.read(buffer); // 立即返回，没数据返回 0 或 -1

但光非阻塞没用——你还是得不停地轮询「有没有数据」，这叫忙等（busy wait），浪费 CPU。

多路复用：非阻塞的真正价值

光非阻塞不够，还需要多路复用器（Selector）来监听多个 Channel，只在有事件时才真正去读写。

// 多路复用：用 Selector 在一个线程里监听多个连接
Selector selector = Selector.open();

ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
serverChannel.configureBlocking(false);
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 监听 accept 事件

SocketChannel clientChannel = SocketChannel.open();
clientChannel.configureBlocking(false);
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); // 监听 read 事件

// 阻塞在这里，等任意一个 Channel 有事件就返回
while (selector.select() > 0) {
    for (SelectionKey key : selector.selectedKeys()) {
        if (key.isAcceptable()) {
            // 有新连接
            ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
            SocketChannel client = server.accept();
            client.configureBlocking(false);
            client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        }
        if (key.isReadable()) {
            // 有数据可读
            SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
            client.read(buffer); // 不会卡死，因为已经确认有数据
        }
    }
    selector.selectedKeys().clear();
}

四种 IO 模型对比

模型	阻塞	非阻塞	同步	异步
同步阻塞（BIO）	✅	❌	✅	❌
同步非阻塞（NIO）	❌	✅	✅	❌
异步阻塞	✅	❌	❌	✅（没人用）
异步非阻塞（AIO）	❌	✅	❌	✅

实际上只有三种有意义的组合：BIO、NIO、AIO。

生活中的类比

• BIO：你去餐厅吃饭，服务员在你桌边等着你点菜，点完才走开
• NIO（无复用）：你去餐厅吃饭，服务员每隔 10 秒来问你一次「点菜了吗」
• NIO（多路复用）：你去餐厅吃饭，领班用对讲机监听所有桌，「有人举手才过去服务」

记住这个结论：Selector 是 NIO 的精髓——一个线程管 N 个连接。

下一步

• NIO 核心：Channel、Buffer、Selector