netty学习（二）

2023-02-23 96

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简介： Java BIO 编程

I/O模型

基本模型说明

1. I/O模型的简单理解：就是用什么样的通道进行数据的发送和接收，很大程度上决定了程序通信的性能。
2. Java支持3种网络编程模型：BIO,NIO,AIO
3. BIO模型：同步阻塞模型，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就会造成线程资源的浪费。
4. NIO模型：同步非阻塞，服务器实现模式为一个线程处理多个请求（连接），客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求就会进行处理，如下图.
5. AIO:异步非阻塞，AIO引入了异步通道的概念，采用了Proactor模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，他的特点是先有操作系统完成后才通知服务端程序启动线程去处理，一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用。

BIO、NIO、AIO 使用场景分析

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，但程序简单易理解。
NIO 方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，弹幕系统，服务器间通讯等。编程比较复杂，JDK1.4 开始支持。
AIO 方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用 OS 参与并发操作，编程比较复杂，JDK7 开始支持。

Java BIO 基本介绍

Java BIO 就是传统的 Java I/O 编程，其相关的类和接口在 java.io。
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）。【后有应用实例】
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

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。

Java BIO 应用实例

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.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 Exception {
        //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();
            }
        }
    }
}

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。

文章标签：

Java

关键词：

Netty学习