一文打穿JavaBIO

矫情吗；* 2022-12-12 13:59 174阅读 0赞

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### 文章目录 ###

*   *  Java BIO
     *   *  I/O模型
         *  各种I/O模型的适用场景
         *  Java BIO介绍
         *  Java BIO实例
         *  BIO的一些问题

## Java BIO ##

### I/O模型 ###

如何理解I/O模型：即使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一共支持3种网络编程I/O模式：**BIO、NIO、AIO**

*  **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会话线程进行处理，如果这个连接不做任何事情就会造成不必要的线程开销
    
    ![image-20200905223522640][]
 *  **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，多路复用器轮训到连接有I/O请求就进行处理
    
    ![image-20200905224236751][]
 *  **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，他的特点是先由操作系统**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并且连接时间较长的应用
    
    应用进程发起read调用时向操作系统内核注册一个回调函数，read立即返回；内核准备数据，拷贝数据到用户空间后，回调这个函数。
    
    ![image-20200905224516762][]
    
    Linux只支持文件AIO，不支持网络AIO，所以AIO不如NIO流行。

### 各种I/O模型的适用场景 ###

*  BIO：连接数比较小并且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，程序简单理解
 *  NIO：连接数目多并且连接时间比较短（轻操作），比如聊天服务器，弹幕系统，服务器之间通讯
 *  AIO：连接数目多并且连接时间比较长（重操作），比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作

### Java BIO介绍 ###

blocking I/O 同步阻塞

相关的类和接口在java.io包下，可以使用线程池机制改善

BIO对服务器资源要求比较高，并发度较低

### Java BIO实例 ###

BIO编程流程：

1.  服务器启动一个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用户建立一个线程进行通讯
3.  客户端发出请求后，先咨询服务器是否有线程相应，如果没有就会等待，或者被拒绝
4.  如果有相应，客户端线程会等待请求结束后，再继续执行

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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;
    
    // BIO Server实例
    public class Server {
        
        public static void main(String[] args) throws Exception {
        
            ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
    
            // 监听
            while (true){
        
                Socket client = serverSocket.accept();
                System.out.println("连接了一个客户端");
                // 创建一个线程来处理会话
                es.execute(()->handler(client));
            }
        }
    
        private static void handler(Socket socket){
        
            try {
        
                byte[] bytes = new byte[2014];
                InputStream ins = socket.getInputStream();
                // 获取客户端输入数据
                while (true){
        
                    int len = 0;
                    if ((len=ins.read(bytes))!=-1){
        
                        System.out.println(new String(bytes, 0, len));
                    }
                }
            }catch (Exception e){
        
                e.printStackTrace();
            }finally {
        
                try {
        
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

### BIO的一些问题 ###

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交互
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

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