Netty由淺到深_第二章_BIO模型

BIO模型

I/O模型基本說明

1. Java共支持3中網絡編程I/O模型：BIO,NIO,AIO
2. java BIO : 同步阻塞（傳統阻塞型），服務器實現模式爲：一個連接對應一個線程，即客戶端有連接請求時，服務器端就需要啓動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷
3. java NIO : 同步非阻塞。服務器實現模式爲：一個線程處理多個請求（連接），即客戶端發送的請求連接都會註冊到多路複用器上，多路複用器輪詢連接，有I/O請求就行處理
4. java AIO : 異步非阻塞。AIO引入異步通信概念，採用了Proactor模式，簡化了程序編寫。有效的請求才啓動線程，它的特點是先由操作系統完成讀寫，才通知服務端程序啓動線程去處理，一般適用於連接數較多且持續時間較長的應用

BIO、NIO、AIO適用場景分析

1. BIO方式適用於連接數目比較小且固定的架構，這種方法對服務器資源要求比較高

2. NIO方式適用於連接數目多且連接比較短（輕操作）的架構，比如聊天服務器，彈幕系統，服務器間通訊等

3. AIO 方式適用於連接數目多且事件較長（重操作）的架構，比如相冊服務器，充分調用OS參與併發操作，編程相對複雜

BIO模型介紹

1. java BIO 就是傳統的java io編程，其相關類和接口在java.io
2. BIO(BlockingI/O)：同步阻塞，服務器實現模式爲一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就需要啓動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情或造成不必要的線程開銷，可以通過線程池機制改善（實現多個客戶端連接服務器）
3. BIO方式適用於連接數目較小且固定的架構，這種方式對服務器資源要求比較高，併發能力不足
4. BIO編程簡單流程
   1）服務器端啓動一個ServerSocket
   2）客戶端啓動Socket對服務器進行通信，默認情況下服務器端需要對每個客戶端建立一個線程進行通訊
   3）客戶端發出請求後，先諮詢服務器是否有線程響應，如果沒有則會等待，或者被拒絕
   4）如果有響應，客戶端線程會等待請求結束後，在持續進行
5. 代碼實戰（線程池版本）

package com.dd.bio;
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 {
        //線程池機制
        //創建一個線程池
        //如果有客戶端連接，就創建一個線程
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        //創建serverSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        while (true){
            //監聽，等待客戶連接,此步驟會阻塞
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("連接到一個客戶端");
            //啓動一個線程與之通信
            executorService.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    //和客戶端通信
                    handler(socket);
                }
            });
        }

    }

    //編寫一個handler方法，與客戶端通訊
    public static void handler(Socket socket){
        System.out.println("線程信息 id="+Thread.currentThread().getId()+"線程名字+"
                +Thread.currentThread().getName());
        try {
            byte[] bytes = new byte[8*1024];
            //通過socket獲取輸入流
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            //循環讀取客戶端發送的數據,此地方沒有緩衝流
            while (true){
                //此步驟也會阻塞
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read!=-1){
                    System.out.println(new String(bytes,0,read));
                }else {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

}

7. java BIO 問題分析
   1）每個請求都需要創建獨立的線程，與對應的客戶端進行數據Read+業務處理，數據write
   2）當併發數較大時，需要創建大量線程來處理連接，系統資源佔用較大
   3）連接建立後，如果當前線程暫時沒有數據可讀，則線程就阻塞在Read操作上，造成線程資源浪費

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