漫谈Java IO之普通IO流与BIO服务器
今天来复习一下基础IO，也就是最普通的IO。
输入流与输出流
Java的输入流和输出流，按照输入输出的单元不同，又可以分为字节流和字符流的。
JDK提供了很多输入流和输出流，比如：
字节流可以按照不同的变量类型进行读写，而字符流则是基于字符编码的。不同的字符编码包含的字节数是不一样的，因此在使用字符流时，一定要注意编码的问题。
读写
字节的输入输出流操作
// 字节输入流操作
InputStream input = new ByteArrayInputStream("abcd".getBytes());
int data = input.read();
while(data != -1){
System.out.println((char)data);
data = input.read();
}
// 字节输出流
ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
output.write("12345".getBytes());
byte[] ob = output.toByteArray();
字符的输入输出流操作
// 字符输入流操作
Reader reader = new CharArrayReader("abcd".toCharArray());
data = reader.read();
while(data != -1){
System.out.println((char)data);
data = reader.read();
}
// 字符输出流
CharArrayWriter writer = new CharArrayWriter();
writer.write("12345".toCharArray());
char[] wc = writer.toCharArray();
关闭流
流打开后，相当于占用了一个文件的资源，需要及时的释放。传统的标准关闭的方式为：
// 字节输入流操作
InputStream input = null;
try {
input = new ByteArrayInputStream("abcd".getBytes());
int data = input.read();
while (data != -1) {
System.out.println((char) data);
// todo
data = input.read();
}
}catch(Exception e){
// todo
}finally {
if(input != null) {
try {
input.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在JDK1.7后引入了try-with-resources的语法，可以在跳出try{}的时候直接自动释放：
try(InputStream input1 = new ByteArrayInputStream("abcd".getBytes())){
//
}catch (Exception e){
//
}
IOUtils
直接使用IO的API还是很麻烦的，网上的大多数教程都是各种while循环，操作很麻烦。其实apache common已经提供了一个工具类——IOUtils，可以方便的进行IO操作。
比如 IOUtils.readLines(is, Charset.forName("UTF-8"));可以方便的按照一行一行读取.
BIO阻塞服务器
基于原始的IO和Socket就可以编写一个最基本的BIO服务器。
概要： 这个模型很简单，就是主线程（Acceptor）负责接收连接，然后开启新的线程专门负责连接处理客户端的请求。
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class PlainOioServer {
public void serve(int port) throws IOException {
// 开启Socket服务器，并监听端口
final ServerSocket socket = new ServerSocket(port);
try{
for(;;){
// 轮训接收监听
final Socket clientSocket = socket.accept();
try {
Thread.sleep(500000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("accepted connection from "+clientSocket);
// 创建新线程处理请求
new Thread(()->{
OutputStream out;
try{
out = clientSocket.getOutputStream();
out.write("Hi\r\n".getBytes(CharsetUtil.UTF_8));
out.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try{
clientSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
PlainOioServer server = new PlainOioServer();
server.serve(5555);
}
}
然后执行telnet localhost 5555，就能看到返回结果了。
这种阻塞模式的服务器，原理上很简单，问题也容易就暴露出来：
- 服务端与客户端的连接相当于1:1，因此如果连接数上升，服务器的压力会很大
- 如果主线程Acceptor阻塞，那么整个服务器将会阻塞，单点问题严重
- 线程数膨胀后，整个服务器性能都会下降
改进的方式可以基于线程池或者消息队列，不过也存在一些问题：
- 线程池的数量、消息队列后端服务器并发处理数，都是并发数的限制
- 仍然存在Acceptor的单点阻塞问题
接下来，将会介绍基于Nio的非阻塞服务器模式，如果忘记什么是IO多路复用，可以回顾前面一篇分享。敬请期待吧...
