Netty--BIO

怼烎@ 2021-08-26 13:29 417阅读 0赞

### I/O模型 ###

*  I/O 模型简单的理解: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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

*  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 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。

### BIO ###

*  Java BIO 就是传统的 java io 编程，其相关的类和接口在 java.io
 *  BIO(blocking I/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

### BIO的工作机制 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

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

### 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

package com.atguigu.bio;
    
    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();
                }
    
            }
        }
    }

### BIO存在的问题 ###

*  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 。
 *  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。
 *  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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