BIO基本介绍以及使用

Posted 2022-08-23 Firm陈

BIO就是传统的java io编程，其相关的类和接口在java.io 上。
BIO(Blocking I/O): 同步阻塞IO，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就会新起一个线程进行处理，如果这个线程不做任何事情会造成不必要的线程开销，可以通过线程池机制改善。
BIO适用于连接数较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用，JDK1.4 以前的唯一选择。

1. BIO 简单流程

1.服务端启动一个ServerSocket
2.客户端启动Socket对服务器进行通信，默认情况下服务器端需要对每个客户建立一个线程与之通讯
3.客户端发出请求后，先咨询服务器是否有线程响应，如果没有则会等待，或者被拒绝
4.如果有响应，客户端线程会等待请求结束后，在继续执行

2.应用实例

1》使用BIO模型监听一个服务器端，监听6666端口，当有客户端连接时，就启动一个线程与之通讯
2》要求使用线程池机制改善，可以连接多个客户端
3》服务器端可以接收客户端发送的数据(telnet 方式即可)

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. 创建线程池
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 2. 创建ServerSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器启动了====");
        while (true) 
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("接收到一个客户端连接");
            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];
            // 通过sockets读取输入流
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            // 循环读取数据
            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("关闭和客户端的连接");
            try 
                socket.close();
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            
        
    

启动服务端使用Telnet测试：
1. telnet连接

telnet 127.0.0.1 6666

查看服务器日志

服务器启动了====
接收到一个客户端连接
threadId: 12
threadId: 12 等待read

2. CTRL + ] 键进入命令行，然后发送字符串命令

Escape 字符为 'CTRL+]'
Microsoft Telnet> send 456789
发送字符串 456789
Microsoft Telnet> send hello china!
发送字符串 hello china!
Microsoft Telnet>

3. 查看服务器控制台

服务器启动了====
接收到一个客户端连接
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. 新启动一个telnet窗口查看

欢迎使用 Microsoft Telnet Client
Escape 字符为 'CTRL+]'
Microsoft Telnet> send 868655
发送字符串 868655
Microsoft Telnet>

5. 查看服务器控制台日志

服务器启动了====
接收到一个客户端连接
threadId: 12
threadId: 12 等待read
threadId: 12    456789
threadId: 12 等待read
threadId: 12    hello china!
threadId: 12 等待read
接收到一个客户端连接
threadId: 13
threadId: 13 等待read
threadId: 13    868655
threadId: 13 等待read

6. 断开一个

Microsoft Telnet> quit

控制台日志

关闭和客户端的连接

4. BIO问题

1》 每个请求都需要创建独立的线程，与对应的客户端进行Read，业务处理，数据Write
2》当并发数较大时，需要创建大量线程来处理连接，系统资源占用较大
3》连接建立后，如果当前线程暂时没有数据可读，则线程就阻塞在Read操作上，造成线程资源浪费

解决类似的问题就需要用NIO技术。