Bio实例与分析

1. Java BIO 基本介绍

  1. Java BIO 就是传统的 java io 编程,其相关的类和接口在java.io
  2. BIO(blocking I/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开销,可以通过线程池机制改善(实现多个客户连接服务器)。 【后有应用实例】
  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

2. Java BIO 工作机制

对 BIO 编程流程的梳理

  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,在继续执行

3. 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)。
  4. 代码演示
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();

        //创建 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....");
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到一个客户端");
            //就创建一个线程,与之通讯(单独写一个方法)
            newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() { //我们重写
                    //可以和客户端通讯
                    handler(socket);
                }
            });
        }
    }
    //编写一个 handler 方法,和客户端通讯
    public static void handler(Socket socket) {
        try {
            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
            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)); //输出客户端发送的数据
                } else {
                    break;
                }
            }
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("关闭和 client 的连接");
            try {
                socket.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

4. 运行截图

  1. 首先运行Java代码

  2. 打开本地cmd,输入telnet 127.0.0.1 6666


这时idea会输出连接到客户端,cmd会全部变黑

  1. 在cmd按住ctrl + [ ] ,会变成这样
  1. 在cmd输入 send hello netty


idea会收到消息


4) 用两个cmd连接客户端时,会创建两个线程,所以Bio处理高并发有瓶颈


5. Java BIO 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