在Java开发中，BIO（Blocking I/O）和NIO（Non-blocking I/O）是两种用于处理输入输出操作的技术。它们各有特点和适用场景。以下是对两者的详细解释：

BIO（Blocking I/O）

1. 阻塞模式：BIO采用的是阻塞模式。在进行I/O操作时，如果没有数据可读或没有空间写入，线程将被阻塞，直到有数据可读或有空间可写。这种模式下，每一个连接都需要一个独立的线程来处理。

2. 实现方式：

   • Socket 和 ServerSocket：用于网络通信。
   • InputStream 和 OutputStream：用于处理字节流的输入和输出。
   • Reader 和 Writer：用于处理字符流的输入和输出。

3. 优缺点：

   • 优点：实现简单，代码直观，适用于连接数较少且连接时间较长的应用。
   • 缺点：线程资源消耗大，在高并发场景下性能较差，因为每一个连接都需要一个独立的线程。

4. 使用场景：适用于连接数较少且连接时间较长的场景，比如传统的C/S系统、管理后台系统等。

NIO（Non-blocking I/O）

1. 非阻塞模式：NIO采用的是非阻塞模式。在进行I/O操作时，如果没有数据可读或没有空间写入，线程不会被阻塞，而是继续进行其他操作。NIO允许一个线程管理多个连接。

2. 实现方式：

   • Channels：用于读取和写入数据，比传统的流更加灵活。
   • Buffers：用于存储数据。所有数据在通道中读取或写入都必须通过缓冲区。
   • Selectors：用于管理多个通道，可以注册多个通道到一个选择器上，通过选择器监控这些通道的状态。

3. 优缺点：

   • 优点：能够处理大量连接，线程资源消耗小，适用于高并发场景。
   • 缺点：实现复杂，编程模型相对困难，尤其是处理复杂的状态机时。

4. 使用场景：适用于连接数多且连接时间短的场景，比如聊天室、WebSocket等高并发应用。

具体代码示例

BIO示例

// BIO 服务器示例
import java.io.*;
import java.net.*;

public class BIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            new Thread(() -> {
                try {
                    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                    PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                    String inputLine;
                    while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                        System.out.println("Received: " + inputLine);
                        out.println("Echo: " + inputLine);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

NIO示例

// NIO 服务器示例
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class NIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Selector selector = Selector.open();
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while (true) {
            selector.select();
            Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectedKeys.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = iterator.next();
                if (key.isAcceptable()) {
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
                    SocketChannel client = server.accept();
                    client.configureBlocking(false);
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);
                    client.read(buffer);
                    buffer.flip();
                    client.write(buffer);
                    buffer.clear();
                }
                iterator.remove();
            }
        }
    }
}

总结

• BIO适用于小规模连接且连接时间长的场景，编程简单但不适合高并发。
• NIO适用于高并发和大量连接的场景，编程复杂但资源利用率高。

根据具体需求选择合适的I/O模型，能有效提升应用程序的性能和扩展性。