NIO入门之BIO

Posted 2021-01-29 junjiang3

传统BIO编程

网络编程的基本模型是Client-Server模型，也就是两个进程之间相互通信，其中服务端提供位置信息（绑定的IP地址和监听端口），客户端通过连接操作向服务端监听的端口发起连接请求，通过三次握手建立连接，如果连接成功，双方就可以通过网络套接字（Socket）进行通信。

在传统的BIO编程中，ServerSocket负责绑定IP地址，启动端口监听，Socket负责发起连接请求，连接成功之后，双方通过输入和输出流进行同步阻塞通信。

下面通过TimeServer的一个例子，回顾和熟悉BIO编程

BIO通信模型图

可以看到再改模型中，有一个Acceptor线程负责监听客户端的连接，并为每个请求创建一个新的线程进行处理。

我们可以发现该模型最大问题就是缺乏弹性伸缩能力，服务端和客户端线程个数是1比1的关系。

BIO的TimeServer

package nio.bio;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * Created by jj on 2018/12/23.
 */
public class TimeServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int port  = 8080;
        if (args != null && args.length >0){
            try{
                port = Integer.parseInt(args[0]);
            }catch (NumberFormatException e){

            }
        }

        ServerSocket server = null;

        try{
            server = new ServerSocket(port);
            Socket socket = null;
            while (true){
                socket = server.accept();
                new Thread(new TimeServerHandler(socket)).start();
            }
        }finally {
            if (server!= null){
                server.close();
                server = null;
            }
        }
    }
}

如果没有客户端请求，则阻塞在server.accept操作上，如果有，则创建一个TimeServerHandler的Runnable线程，处理客户端的Socket链路

下面，我们看一下TimeServerHandler

public class TimeServerHandler implements Runnable{

    private Socket socket;

    public TimeServerHandler(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }


    public void run() {
        BufferedReader in = null;
        PrintWriter out = null;
        try{
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(this.socket.getInputStream()));
            out = new PrintWriter(this.socket.getOutputStream(),true);
            String curentTime = null;
            String body = null;
            while (true){
                body = in.readLine();
                if (body == null)
                    break;
                System.out.println("the time server receive order:" + body);
                curentTime = "QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body)?new Date(
                        System.currentTimeMillis()
                ).toString():"BAD ORDER";
                out.println(curentTime);
            }
        } catch (Exception e) {
            if (in != null){
                try {
                    in.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
            if (out != null){
                out.close();
                out = null;
            }
            if (this.socket !=null){
                try {
                    this.socket.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
                this.socket = null;
            }
        }
    }
}

可以看到run中的功能为读取客户端请求，并通过PrintWriter返回给客户端相应。

下面我们看一下客户端的代码

public class TimeClient {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int port = 8080;
        if (args != null && args.length > 0) {
            try {
                port = Integer.parseInt(args[0]);
            } catch (NumberFormatException e) {

            }
        }
        Socket socket = null;
        BufferedReader in = null;
        PrintWriter out = null;
        try{
            socket = new Socket("127.0.0.1",port);
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            out.println("QUERY TIME ORDER");
            
            String resp = in.readLine();
            System.out.print(resp);

        }finally {
            if (out != null){
                out.close();
                out = null;
            }
            if (in != null){
                in.close();
                in = null;
            }
            if (socket != null){
                socket.close();
                socket = null;
            }
        }
    }
}