IO流基础网络IO

Posted 2021-07-10 烟锁迷城

1、网络IO基础

网络IO，即两个网络计算机之间的通讯，举一个简单的小例子，在server启动后，会进入到阻塞状态，client启动后，会通过socket将数据传输到server中，server会打印出数据。

public static void main(String[] args) {
    ServerSocket serverSocket = null;
    try {
        serverSocket = new ServerSocket(8080);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        int len = 0;
        byte[] bytes = new byte[1024];
        while ((len = inputStream.read(bytes)) != -1) {
            System.out.println(new String(bytes, 0, len,"utf-8"));
        }
        inputStream.close();
        socket.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    try {
        Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("Hello World".getBytes("utf-8"));
        outputStream.close();
        socket.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

 2、Socket与ServerSocket

ServerStock使用于服务端，对外提供一个监听，处于阻塞状态，等待客户端的连接，一旦获得连接，就会创造一个Socket实例。

Socket使用于客户端，连接到指定的ServerSocket。

ServerSocket开启监听，等待client响应，获取到消息后，发送返回值，注意发送的数据需要\\n作为发送消息的结束，不然就会让某一端持续接收，不知道消息已经结束（因为使用了readLine方法）

    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(8080);
            Socket socket = serverSocket.accept();
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            System.out.println(bufferedReader.readLine());
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(
                    new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
            bufferedWriter.write("收到消息\\n");
            bufferedWriter.flush();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

 Client将消息发送给ServerSocket，同时获取ServerSocket的返回值。

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Socket socket = new Socket("localhost", 8080);
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(
                    new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
            bufferedWriter.write("你好！\\n");
            bufferedWriter.flush();
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            System.out.println(bufferedReader.readLine());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

Socket通讯原理如下： 

3、网络通信协议

发送请求流程： 

• 传输层：表示当前的协议头，使用TCP协议传输
• 网络层：增加IP头，IP地址是一个网卡在网络中的通讯地址，相当于门牌号
• 数据链路层：增加MAC头，表示这个数据包要发送到的网卡地址，MAC地址是全局唯一的
• 物理层：转化为比特流进行传输

接收请求流程：

• 物理层：当数据通过网卡的时候，查看数据是否需要
• 数据链路层：拿到数据，从数据中取得MAC头，检查MAC地址和当前网卡的MAC是否匹配，如果匹配说明当前消息是匹配的
• 网络层：拿到IP头，判断IP地址是否匹配，如果不是就继续转发，如果是就转交给上一层
• 传输层：TCP头中会携带端口，将报文交给指定端口的进程

4、网络通信原理

网络通信和本地的磁盘通信是一样的，只需要将磁盘替换为网络数据即可。

在ServerSocket中，accept方法对于请求的接收是阻塞的，InputStream和OutputStream在没有处理完成之前也是阻塞的，只要ServerSocket有正在处理的请求，其他Socket请求就无法被这个ServerSocket接收。

对于程序来说，串行的操作肯定是不被接受的，所以可以用线程池对上文的代码进行优化。

5、RPC架构

RPC（Remote Procedure Call）远程过程调用，是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。一般用来实现部署在不同机器上的系统之间的方法调用，使得程序能够像访问本地系统资源一样，通过网络传输去访问远端系统资源。

手写RPC框架下载