BIO基本介紹以及使用

BIO就是傳統的java io編程，其相關的類和接口在java.io 上。

BIO(Blocking I/O): 同步阻塞IO，服務器實現模式為一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就會新起一個線程進行處理，如果這個線程不做任何事情會造成不必要的線程開銷，可以通過線程池機制改善。

BIO適用於連接數較小且固定的架構，這種方式對服務器資源要求比較高，並發局限於應用，JDK1.4 以前的唯一選擇。

1. BIO 簡單流程

1. 服務端啟動一個ServerSocket

2.客戶端啟動Socket對服務器進行通信，默認情況下服務器端需要對每個客戶建立一個線程與之通訊

3.客戶端發出請求后，先咨詢服務器是否有線程響應，如果沒有則會等待，或者被拒絕

4.如果有響應，客戶端線程會等待請求結束后，在繼續執行

2.應用實例

1》使用BIO模型監聽一個服務器端，監聽6666端口，當有客戶端連接時，就啟動一個線程與之通訊

2》要求使用線程池機制改善，可以連接多個客戶端

3》服務器端可以接收客戶端發送的數據(telnet 方式即可)

3. 編程測試

package cn.qlq;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class BIOServer {

    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 創建線程池
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 2. 創建ServerSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服務器啟動了====");
        while (true) {
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("接收到一個客戶端連接");
            newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    handle(socket);
                }
            });
            
        }
    }
    
    public static void handle(Socket socket) {
        System.out.println("threadId: " + Thread.currentThread().getId() );
        try {
            byte[] bytes = new byte[1024];
            // 通過sockets讀取輸入流
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            // 循環讀取數據
            while (true) {
                System.out.println("threadId: " + Thread.currentThread().getId() + " 等待read");
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read != -1) {
                    String readStr = new String(bytes, 0, read);
                    System.out.println("threadId: " + Thread.currentThread().getId() + "\t" + readStr);
                } else {
                    break;
                }
            }
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("關閉和客戶端的連接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

啟動服務端使用Telnet測試：

1. telnet連接

telnet 127.0.0.1 6666

查看服務器日志

服務器啟動了====
接收到一個客戶端連接
threadId: 12
threadId: 12 等待read

2. CTRL + ] 鍵進入命令行，然后發送字符串命令

Escape 字符為 'CTRL+]'


Microsoft Telnet> send 456789
發送字符串 456789
Microsoft Telnet> send hello china!
發送字符串 hello china!
Microsoft Telnet>

3. 查看服務器控制台

服務器啟動了====
接收到一個客戶端連接
threadId: 12
threadId: 12 等待read
threadId: 12    456789
threadId: 12 等待read
threadId: 12    hello china!
threadId: 12 等待read

4. 新啟動一個telnet窗口查看

歡迎使用 Microsoft Telnet Client

Escape 字符為 'CTRL+]'


Microsoft Telnet> send 868655
發送字符串 868655
Microsoft Telnet>

5. 查看服務器控制台日志

服務器啟動了====
接收到一個客戶端連接
threadId: 12
threadId: 12 等待read
threadId: 12    456789
threadId: 12 等待read
threadId: 12    hello china!
threadId: 12 等待read
接收到一個客戶端連接
threadId: 13
threadId: 13 等待read
threadId: 13    868655
threadId: 13 等待read

6. 斷開一個

Microsoft Telnet> quit

控制台日志

關閉和客戶端的連接

4. BIO問題

1》 每個請求都需要創建獨立的線程，與對應的客戶端進行Read，業務處理，數據Write

2》當並發樹較大時，需要創建大量線程來處理連接，系統資源占用較大

3》連接建立后，如果當前線程暫時沒有數據可讀，則線程就阻塞在Read操作上，造成線程資源浪費

 

　　解決類似的問題就需要用NIO技術。