IO阻塞和异步（NIO，BIO，AIO）

可伸缩性差：阻塞模式下，每个连接通常都会关联一个线程，当连接数增加时，线程数也会相应增加，这样会占用大量的系统资源，导致系统的可伸缩性较差。资源浪费：在阻塞模式下，当一个线程被阻塞时，它无法执行其他任务，但却会持续占用系统的线程资源。上下文切换开销大：在阻塞模式下，由于线程被阻塞时需要切换到其他线程执行，频繁的线程切换会导致较大的上下文切换开销，降低系统的性能。处理复杂度高：在阻塞模式下，需要额外

qq_35693377

409人浏览 · 2024-03-17 23:51:53

qq_35693377 · 2024-03-17 23:51:53 发布

阻塞与非阻塞、同步与异步总结

1. 阻塞（Blocking）

线程发起 IO 或等待某个资源时 无法继续执行任务，被操作系统挂起。
线程状态通常是 WAITING / TIMED_WAITING / BLOCKED，不会占用 CPU 时间片。
等待条件满足后（如有数据到达或收到信号），线程被唤醒才能继续执行。
线程池里，这个线程仍然 占用一个线程槽，只是没有在跑代码。

举例

调用 InputStream.read() 等待网络数据 → 阻塞
调用 Future.get() 等待结果 → 阻塞

阻塞的缺点

资源浪费：线程被阻塞时无法执行其他任务，但持续占用线程资源。
可伸缩性差：每个连接关联一个线程，连接数增加线程数增加。
上下文切换开销大：频繁线程切换降低系统性能。
处理复杂度高：需要额外线程管理和同步机制。

2. 非阻塞（Non-blocking）

线程发起操作后 立即返回，继续执行自己的任务。
IO 结果通过 事件或回调 处理。
线程池线程可以 复用或去处理其他任务。

特性对比

特性	阻塞	非阻塞
线程状态	WAITING/阻塞	RUNNABLE（继续执行）
CPU 占用	0（挂起）	可占用或去做其他任务
线程池占用	占用线程槽	可以释放线程，复用
等待方式	等待事件/信号	不等，靠回调或轮询处理结果

一句话总结

阻塞 = 线程挂起等待资源/信号
非阻塞 = 线程发起操作后立即返回，IO 结果通过事件或回调处理

3. 异步（Asynchronous）

异步关注谁等待任务完成：调用者发起任务后 不必等待结果，可以先去做其他事情。
异步任务内部可以是 阻塞 IO 也可以是 非阻塞 IO → 性能差异很大。

阻塞 vs 异步的关系

异步/同步	阻塞	非阻塞	说明
同步阻塞	✅	❌	最常见：传统 Socket、RestTemplate，线程等待结果返回
同步非阻塞	❌	✅	NIO 轮询，线程自己检查是否有结果完成
异步阻塞	✅	❌	提交任务后由系统异步执行，但执行线程可能做阻塞 IO
异步非阻塞	❌	✅	高性能 IO，如 Netty、OkHttp enqueue、WebFlux，线程发出请求后立即返回，IO 完成通过回调通知

4. Java IO 模型

IO 类型	阻塞/非阻塞	同步/异步	线程占用	说明
BIO	阻塞	同步	阻塞线程池线程	简单易用，低并发适用
NIO	非阻塞	同步	轮询检查，不占用线程池线程	高并发，线程少，多路复用
AIO	非阻塞	异步	线程完全释放，通过回调处理	高并发、大量连接，线程资源利用率高

总结

BIO：简单易用，但线程占用高 → 阻塞线程池线程
NIO：线程不被 IO 阻塞，但要轮询 → 非阻塞同步
AIO：线程完全不阻塞，通过回调处理 → 异步非阻塞

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