Java IO模型分类及BIO模型使用实验测试

不吃辣的Chris
99 阅读4分钟

BIO模型

IO模型

I/O 模型基本说明

  • I/O 模型简单理解：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
  • Java共支持3种网络编程模型/IO模式：BIO、NIO、AIO
  • Java BIO ： 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
  • Java NIO ： 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) ，即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请求就进行处理
  • Java AIO(NIO.2) ： 异步非阻塞，AIO 引入异步通道的概念，采用了 Proactor 模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，它的特点是先由操作系统完成相应处理后，才将处理结果通知服务端程序

BIO、NIO、AIO适用场景分析

  • 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

工作机制

  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，再继续执行其他处理逻辑

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)

代码实现

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();
            }

        }
    }
}

代码测试

在命令行输入telnet 127.0.0.1 6666

1701779250695.jpg Ctrl+]进入：

image.png 再开启一个命令窗口，即新的会话，相同的操作输入send hello22222222222，控制台打印输出为：

服务器启动了
线程信息 id =1 名字=main
等待连接....
连接到一个客户端
线程信息 id =1 名字=main
等待连接....
线程信息 id =12 名字=pool-1-thread-1
线程信息 id =12 名字=pool-1-thread-1
read....
hellochris
线程信息 id =12 名字=pool-1-thread-1
read....
hello111111111
线程信息 id =12 名字=pool-1-thread-1
read....
连接到一个客户端
线程信息 id =1 名字=main
等待连接....
线程信息 id =13 名字=pool-1-thread-2
线程信息 id =13 名字=pool-1-thread-2
read....
hello22222222222
线程信息 id =13 名字=pool-1-thread-2
read....
关闭和client的连接
关闭和client的连接

遇到的问题

telnet不是内部或者外部命令也不是可运行的程序： blog.csdn.net/weixin_4172…

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