深入理解Java中的I/O模型：超市购物给你的灵感

你是否曾在超市排队结账时，想过这个过程与计算机的I/O模型有何相似之处？让我们以超市购物为例，探索一下Java中不同的I/O模型，看看它们如何影响着我们编写的代码。

1. BIO（Blocking I/O）：排队结账

想象一下，你在超市购物后站在长长的排队队伍中，每个人一个接一个地结账。就像这样的排队结账，我们可以使用Java的ServerSocket和Socket实现一个基于BIO的简单服务器：

// 省略导入部分

public class BioExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);

        while (true) {
            Socket clientSocket = serverSocket.accept(); // 等待客户端连接
            // 处理客户端请求的代码
        }
    }
}

在这个示例中，serverSocket.accept()会阻塞程序直到有客户端连接。

2. NIO（Non-blocking I/O）：自助结账通道

现在，来到自助结账通道。类似地，Java的NIO提供了非阻塞I/O操作的方式。我们可以使用ServerSocketChannel和SocketChannel来实现：

// 省略导入部分

public class NioExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));

        while (true) {
            SocketChannel clientChannel = serverSocketChannel.accept(); // 非阻塞方式接受连接
            if (clientChannel != null) {
                // 处理客户端请求的代码
            }
        }
    }
}

在NIO模型中，serverSocketChannel.accept()是非阻塞的，如果没有客户端连接，它会立即返回null。

3. AIO（Asynchronous I/O）：网购体验

转变到网购时的体验。类似地，Java的AIO模型提供了异步I/O操作。我们可以使用AsynchronousServerSocketChannel和AsynchronousSocketChannel来实现：

// 省略导入部分

public class AioExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        AsynchronousServerSocketChannel serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));

        serverSocketChannel.accept(null, new CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Void>() {
            @Override
            public void completed(AsynchronousSocketChannel clientChannel, Void attachment) {
                serverSocketChannel.accept(null, this); // 接受下一个连接
                // 处理客户端请求的代码
            }

            @Override
            public void failed(Throwable exc, Void attachment) {
                // 处理错误
            }
        });

        Thread.sleep(10000); // 等待10秒钟，确保示例程序不会立即退出
    }
}

在AIO模型中，通过回调函数（CompletionHandler）来处理I/O操作。

以上示例让我们更加具体地了解了Java中不同I/O模型的使用方式和特点。选择合适的I/O模型取决于应用程序的需求，但通过这些示例，我们可以开始理解它们的基本概念和实际应用。无论是排队结账、自助结账还是网购，每种I/O模型都有其独特之处，而在Java中选择适合的模型能够提升程序性能和效率。