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大家好，我是水滴~~
Java BIO的概念
Java BIO（Blocking I/O）是一种同步阻塞式I/O模型，从JDK1.0到JDK1.3，Java只能使用BIO实现Socket通信。
在BIO通信模型中，有一个独立的Acceptor线程，来负责监听客户端的连接，它每接收到一个客户端连接，都会为之创建一个新的线程，新线程专门负责处理与之对应客户端的通信。
Java API解析
在Java BIO中，服务端ServerSocket负责绑定IP地址和端口，并启动端口监听；而客户端Socket负责发起连接操作。连接成功后，双方通过输入和输出流进行同步阻塞式通信。
下面，我们通过一段示例代码，来了解服务端和客户端的API。
服务器端API
服务器端是为客户端服务的，若想要客户端知道它的存在，必须向网络中公开出一个套接字地址（IP地址+端口），也就是网络中的一个端点，我们称该端点为服务端套接字（或者叫监听套接字）。
创建服务端套接字
Java BIO中使用ServerSocket类创建一个服务器端套接字。下面示例代码中，创建了一个服务器端套接字实例。此时的套接字还未绑定本地IP和端口，客户端还无法连接。
// 为服务端创建 ServerSocket，并指定端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
绑定本地套接字地址
这里要先说一下InetSocketAddress类，从类名也可以看出，这是一个网络套接字地址（IP地址+端口号）类。该类在实例化时，可以指定具体的IP地址和端口号；也可以只指定端口号，那么其IP地址将是一个通配符地址。
通过bind方法来绑定一个本地套接字地址，并启动了监听。下面示例代码中，只指定了8080端口，未指定IP地址，若服务端有多个IP地址，那么每一个IP都可以被连接。
服务端套接字绑定了本地端口后，实际客户端就已经可以连接了。你可以通过telnet命令连接试一下。
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8080));
监听客户端连接
通过accept方法来监听客户端的连接。该方法是一个阻塞方法，直到有一个客户端连接成功后，该方法才会返回该连接的套接字对象。也就是说，每连接一个客户端，都会生成一个与之对应的套接字对象。
该套接字与客户端的套接字是成对出现的，它们都记录了该连接的四元组信息（源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口）。后面与客户端的I/O操作，都是通过此套接字来完成的。
// 监听，等待客户端连接。该方法会阻塞，直到建立连接。
Socket socket = serverSocket.accept();
读取客户端数据
通过套接字可以获取输入流，调用输入流的read方法来监听客户端的输入。该方法同样是一个阻塞方法，直到有客户端数据输入。
下面代码是从输入流中读取字节数据，并将其缓存到一个字节数组中。最后将字节数据转换为字符串，便是我们要的内容。
// 通过 socket 获取输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 创建缓冲区数组，用于临时存储发来的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
// 从输入流中读取数据，并将它们存储到缓冲区数组中。该方法会阻塞，直到输入数据可用、检查到文件结束或抛出异常
int len = inputStream.read(bytes);
if (len != -1) {
// 将字节数组转换为文本内容
String content = new String(bytes, 0, len);
}
向客户端写入数据
通过套接字获取输出流，通过调用write方法，来向客户端写入数据。写入的数据是一个字节数组，所以我们要将字符串内容转换为字节数组。
// 获取套接字的输入流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 向输出流写入内容
outputStream.write("收到".getBytes());
客户端API
服务端公开了套接字地址后，客户端便可以连接了。
创建客户端套接字
客户端想要连接服务端，也必须创建一个套接字，我们称之为客户端套接字。下面代码创建了一个未连接的客户端套接字。
// 创建 Socket
Socket socket = new Socket();
连接服务器端
通过connect方法来连接服务端，该方法的入参是一个服务端套接字地址（必须指定IP和端口）。该方法是一个阻塞方法，直到连接成功（可以设置超时时间）。
客户端的套接字，同样也有四元组信息，一旦连接成功，会随机分配一个未使用的端口。
// 连接远程端点
socket.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080));
读/写数据
客户端套接字连接成功，便可以与服务端进行读/写操作了，该操作与服务端相同，就不再赘述了。
示例代码
服务端示例代码
accept方法用来监听客户端连接，为了让所有客户端都能连接，在主线程内使用一个while循环，来依次接收所有连接。
由于read是一个阻塞方法，为了不影响其他客户端的连接，需要为每一个连接创建一个独立的线程，来处理客户端读取操作。
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* @author 码农StayUp
* @date 2021/4/6 0006
*/
public class BioServer {
private static final int PORT = 8080;
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 为服务端创建 ServerSocket
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket();
// 绑定本地端口
serverSocket.bind(new InetSocketAddress(PORT));
System.out.printf("[%s] - 服务端启动了，端口为：%s\n", Thread.currentThread().getName(), PORT);
// 循环接收每一个客户端连接，当没有连接时会阻塞
while (true) {
// 监听，等待客户端连接。该方法会阻塞，直到建立连接。
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.printf("[%s] - 有一个客户端连上来了 - %s\n", Thread.currentThread().getName(), socket.getRemoteSocketAddress());
// 为连接创建一个独立的线程，进行接收数据
new Thread(() -> socketHandler(socket)).start();
}
}
/**
* 处理 socket 连接
*
* @param socket
*/
private static void socketHandler(Socket socket) {
try {
// 创建缓冲区数组，用于临时存储客户端发来的数据
byte[] bytes = new byte[1024];
// 通过 socket 获取输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 循环接消息，直到连接关闭
while (true) {
// 从输入流中读取数据，并将它们存储到缓冲区数组中。该方法会阻塞，直到输入数据可用、检查到文件结束或抛出异常
int len = inputStream.read(bytes);
if (len != -1) {
String content = new String(bytes, 0, len);
System.out.printf("[%s] - 接收客户端发来的内容：%s\n", Thread.currentThread().getName(), content);
} else {
System.out.printf("[%s] - 连接关闭...\n", Thread.currentThread().getName());
break;
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
客户端示例代码
客户端代码相对比较简单，连接成功后进行通信即可。
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
/**
* @author 码农StayUp
* @date 2021/4/6 0006
*/
public class BioClient {
private static final String HOST = "127.0.0.1";
private static final int PORT = 8080;
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建 Socket
Socket socket = new Socket();
// 连接远程端点
socket.connect(new InetSocketAddress(HOST, PORT));
System.out.printf("连接成功，主机：%s，端口：%s\n", HOST, PORT);
// 获取输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 获取控制输入内容
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.print("请输入：");
String content = scanner.nextLine();
if ("quit".equals(content)) {
break;
}
// 将控制台内容写入输出流
outputStream.write(content.getBytes());
}
outputStream.close();
scanner.close();
socket.close();
}
}
