BIO

总览

同步并阻塞（传统阻塞型），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需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做

任何事情会造成不必要的线程开销。【简单示意图】

Java BIO 基本介绍

1. Java BIO 就是传统的 Java I/O 编程，其相关的类和接口在 java.io。
2. BIO(BlockingI/O)：同步阻塞，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需要启动一个线程进行处理，如果这个连接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（实现多个客户连接服务器）。
3. BIO 方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4 以前的唯一选择，程序简单易理解。

Java BIO 工作机制

编码

BIO 编程流程

1. 服务器端启动一个 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，再继续执行。

Java BIO 应用实例

实例说明：

1. 使用 BIO 模型编写一个服务器端，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）。

代码：

server

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 {
        // 线程池机制
        // 思路
        // 1.创建一个线程池
        // 2.如果有客户端连接，就创建一个线程，与之通讯(单独写一个方法)
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        // 床架一个serverSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器启动了");
        while (true) {
            System.out.println("线程信息id = " + Thread.currentThread().getId() + "名字 = " + Thread.currentThread().getName());
            //监听，等待客户端连接
            System.out.println("等待连接....");
            // 会阻塞在.accept()
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到一个客户端");
            // 创建一个线程，与之通讯
            newCachedThreadPool.execute(() -> {
                handler(socket);
            });
        }
    }

    private static void handler(Socket socket) {
        System.out.println("线程信息id = " + Thread.currentThread().getId() + "名字 = " + Thread.currentThread().getName());
        byte[] bytes = new byte[1024];
        // 通过socket获取输入流
        try {
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            // 循环的读取客户端发送的数据
            while (true) {
                System.out.println("线程信息id = " + Thread.currentThread().getId() + "名字 = " + Thread.currentThread().getName());
                System.out.println("read....");
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read != -1) {
                    System.out.println(new String(bytes, 0, read));
                } else {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("关闭client的连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

client

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class BIOClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.创建Socket对象
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);
        try {
            while (true) {
                // 2.从连接中取出输出流并发送消息
                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                System.out.println("请输入:");
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                String msg = sc.nextLine();
                os.write(msg.getBytes());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //3.关闭
            socket.close();
        }
    }
}

演示

问题分析

1. 每个请求都需要创建独立的线程，与对应的客户端进行数据 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。