Java I/O型号
1 bio (阻塞io ) )。
BIO是同步阻塞模型，其中一个客户端连接对应于一个处理线程。 在BIO中，accept和read方法都是阻止操作，如果没有连接请求，accept方法将被阻止； 如果没有可读数据，read方法将被阻止。
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2无阻塞IO (NIO )。
NIO是一种同步无阻塞模型，服务端一个线程可以处理多个请求。 客户端发送的连接请求在多路复用器选择器中注册，服务端线程轮询多路复用器以检查是否存在IO请求，如果有，则进行处理。
NIO的三个主要核心组件：
Buffer :用于存储数据，基础是基于数组实现的，提供了八种基本类型的缓冲类。
Channel :用于进行数据传输，面向缓冲区操作，支持双向传输。 数据可以从通道读取到缓冲区，也可以从缓冲区写入通道。
选择器：选择器。 在一个Selector中注册Channel后，Selector内部机制会自动不断询问这些注册Channel是否有准备好的I/O事件。 例如，可读、可写、网络连接完成等。 这样，当在一个可以轻松使用线程有效管理的通道上发生读或写事件时，该通道将处于就绪状态，并被选择器拦截。 然后，可以使用SelectionKeys获取就绪通道的集合，并进行后续的I/O操作。
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Epoll是Linux上多路复用的IO接口select/poll的扩展，在许多并发连接中程序处于少量活动状态时大大提高了系统CPU利用率。 检索事件时，只需要遍历在内核IO事件中异步唤醒并加入Ready队列的描述符集，而不需要遍历整个要调试的描述符集。
是3AIO(niO2.0 )
AIO是一种异步无阻塞模型，通常用于连接数大、连接时间长的APP应用，读写事件完成后，回调服务会通知程序启动线程进行处理。 与NIO不同，读写时，只需直接调用read或write方法。 这两种方法都是异步的，对于读取操作，如果存在可读流，OS会将可读流流传输到read方法的缓冲区，并通知APP应用程序。 对于写入，操作系统将在写入由write方法传递的流完成后主动通知APP应用程序。 所有read/write方法都是异步的，完成后可以理解为主动调用回调函数。
I/O模型的发展
1传统I/O机型
在传统的I/O通信方法中，客户端连接到服务端，服务端接收和响应客户端请求的过程是读取-解码- APP应用程序处理-编码-发送结果。 服务端为每个客户端连接创建新线程，建立通道，以处理后续请求(即BIO )。
这种方式在客户端数量增加的情况下，对连接和请求的响应急剧下降，过于多线程而浪费资源，线程数量并不是没有上限，而是面临各种瓶颈。 虽然可以使用线程池进行优化，但仍然存在许多问题，例如线程池中的所有线程在处理请求时无法响应其他客户端的连接。 此外，每个客户端都需要专用的服务端线程，即使没有请求也不会释放阻塞状态。 在此基础上，提出了事件驱动的Reactor模型。
2反射器型号
Reactor模式由事件驱动开发，用于处理服务器端程序接收到的复用请求，并将它们同步分配给与请求对应的处理线程。 Reactor模式，也称为Dispatcher模式，通过I/O复用批量监听事件，在收到事件后分发。 这是创建高性能网络服务器的必要技术之一。
Reactor模型基于NIO，核心组件包括Reactor和处理程序。
Reactor:Reactor在另一个线程上运行，负责接收和分发事件，并将事件分发到相应的处理程序以响应I/O事件。 它就像公司的电话接线员，负责接听客户的电话，并将线路转发给相应的联系人。
处理程序：处理程序执行I/O事件完成的实际事件，Reactor通过调度相应的处理程序来响应I/O事件，处理程序执行无阻塞操作。 类似于客户想与之对话的公司的实际员工。
根据Reactor的数量和Handler线程的数量，Reactor可以分为三种模型：
单线程模型(单Reactor单线程) )。
多线程模型(单Reactor多线程) ) )。
主从多线程模型(多线程多线程) )。
单线程模型
Reactor内部在Selector中监视连接事件，收到事件后在dispatch中分发，如果是连接建立的事件则由Acceptor处理，Acceptor在accept中接受连接，处理连接后的各种事件的hceptor
处理程序完成读取- -解码-计算-编码- -发送的业务流程。
>这种模型好处是简单，坏处却很明显，当某个Handler阻塞时，会导致其他客户端的handler和accpetor都得不到执行，无法做到高性能，只适用于业务处理非常快速的场景，如redis读写操作。
主线程中，Reactor对象通过Selector监控连接事件,收到事件后通过dispatch进行分发，如果是连接建立事件，则由Acceptor处理，Acceptor通过accept接收连接，并创建一个Handler来处理后续事件，而Handler只负责响应事件，不进行业务操作，也就是只进行read读取数据和write写出数据，业务处理交给一个线程池进行处理。
线程池分配一个线程完成真正的业务处理，然后将响应结果交给主进程的Handler处理，Handler将结果send给client。
单Reactor承担所有事件的监听和响应，而当我们的服务端遇到大量的客户端同时进行连接，或者在请求连接时执行一些耗时操作，比如身份认证，权限检查等，这种瞬时的高并发就容易成为性能瓶颈。
存在多个Reactor，每个Reactor都有自己的Selector选择器，线程和dispatch。
主线程中的mainReactor通过自己的Selector监控连接建立事件，收到事件后通过Accpetor接收，将新的连接分配给某个子线程。
子线程中的subReactor将mainReactor分配的连接加入连接队列中通过自己的Selector进行监听，并创建一个Handler用于处理后续事件。
Handler完成read -> 业务处理 -> send的完整业务流程。
关于Reactor，最权威的资料应该是Doug Lea大神的Scalable IO in Java，有兴趣的同学可以看看。
三 Netty线程模型
Netty线程模型就是Reactor模式的一个实现，如下图所示：
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1 线程组
Netty抽象了两组线程池BossGroup和WorkerGroup，其类型都是NioEventLoopGroup，BossGroup用来接受客户端发来的连接，WorkerGroup则负责对完成TCP三次握手的连接进行处理。
NioEventLoopGroup里面包含了多个NioEventLoop，管理NioEventLoop的生命周期。每个NioEventLoop中包含了一个NIO Selector、一个队列、一个线程；其中线程用来做轮询注册到Selector上的Channel的读写事件和对投递到队列里面的事件进行处理。
Boss NioEventLoop线程的执行步骤：
处理accept事件, 与client建立连接, 生成NioSocketChannel。
将NioSocketChannel注册到某个worker NIOEventLoop上的selector。
处理任务队列的任务， 即runAllTasks。
Worker NioEventLoop线程的执行步骤：
轮询注册到自己Selector上的所有NioSocketChannel的read和write事件。
处理read和write事件，在对应NioSocketChannel处理业务。
runAllTasks处理任务队列TaskQueue的任务，一些耗时的业务处理可以放入TaskQueue中慢慢处理，这样不影响数据在pipeline中的流动处理。
Worker NIOEventLoop处理NioSocketChannel业务时，使用了pipeline (管道)，管道中维护了handler处理器链表，用来处理channel中的数据。
2 ChannelPipeline
Netty将Channel的数据管道抽象为ChannelPipeline，消息在ChannelPipline中流动和传递。ChannelPipeline持有I/O事件拦截器ChannelHandler的双向链表，由ChannelHandler对I/O事件进行拦截和处理，可以方便的新增和删除ChannelHandler来实现不同的业务逻辑定制，不需要对已有的ChannelHandler进行修改，能够实现对修改封闭和对扩展的支持。
ChannelPipeline是一系列的ChannelHandler实例，流经一个Channel的入站和出站事件可以被ChannelPipeline 拦截。每当一个新的Channel被创建了，都会建立一个新的ChannelPipeline并绑定到该Channel上，这个关联是永久性的；Channel既不能附上另一个ChannelPipeline也不能分离当前这个。这些都由Netty负责完成，而无需开发人员的特别处理。
根据起源,一个事件将由ChannelInboundHandler或ChannelOutboundHandler处理，ChannelHandlerContext实现转发或传播到下一个ChannelHandler。一个ChannelHandler处理程序可以通知ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler执行。Read事件（入站事件）和write事件（出站事件）使用相同的pipeline，入站事件会从链表head 往后传递到最后一个入站的handler，出站事件会从链表tail往前传递到最前一个出站的 handler，两种类型的 handler 互不干扰。
3 异步非阻塞
写操作：通过NioSocketChannel的write方法向连接里面写入数据时候是非阻塞的，马上会返回，即使调用写入的线程是我们的业务线程。Netty通过在ChannelPipeline中判断调用NioSocketChannel的write的调用线程是不是其对应的NioEventLoop中的线程，如果发现不是则会把写入请求封装为WriteTask投递到其对应的NioEventLoop中的队列里面，然后等其对应的NioEventLoop中的线程轮询读写事件时候，将其从队列里面取出来执行。
读操作：当从NioSocketChannel中读取数据时候，并不是需要业务线程阻塞等待，而是等NioEventLoop中的IO轮询线程发现Selector上有数据就绪时，通过事件通知方式来通知业务数据已就绪，可以来读取并处理了。
每个NioSocketChannel对应的读写事件都是在其对应的NioEventLoop管理的单线程内执行，对同一个NioSocketChannel不存在并发读写，所以无需加锁处理。
使用Netty框架进行网络通信时，当我们发起I/O请求后会马上返回，而不会阻塞我们的业务调用线程；如果想要获取请求的响应结果，也不需要业务调用线程使用阻塞的方式来等待，而是当响应结果出来的时候，使用I/O线程异步通知业务的方式，所以在整个请求 -> 响应过程中业务线程不会由于阻塞等待而不能干其他事情。