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02_Netty_BIO编程

ByteNews
2019-11-27 / 0 评论 / 0 点赞 / 13,275 阅读 / 2,408 字 / 正在检测是否收录...
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02_Netty_BIO编程

I/O模型

  1. I/O模型简单的理解:就是用怎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;

  2. Java共支持3种网络编程模型/IO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;

      BIO模式

    • 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;NIO模式

    • AIO(NIO.2):异步非阻塞,AIO引入异步通道的概念,采用了Proactor模式,简化了程序的编写,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

  1. 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;
  2. 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。编程较复杂,JDK1.4开始支持;
  3. AIO方式使用与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 基本介绍

  1. Java BIO就是传统的Java io编程,其相关的类和接口在java.io
  2. 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。
  3. 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编程简单流程

  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为每个客户端创建一个线程与之通信;
  3. 客户端发出请求后,先咨询服务器是否有线程响应,如果没有则等待、或超时、或被拒绝;
  4. 如果有响应,客户端线程会等待请求结束后,再继续执行;

Java BIO 应用实例

实例说明:

  1. 使用BIO模型编写一个服务器端,监听6666端口,当有客户端连接的时候,就自动创建一个线程与之通信;
  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,需要用telnet的方式;
    • 用telent ip port连接服务器
    • 连接后用Ctrl+]进入Client
    • send 内容,来发送数据到服务器

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信(单独写一个方法);
public class BIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 线程池机制
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        // 创建ServerSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器启动了");
        while (true) {
            // 监听,等待客户端连接
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到客户端了");

            // 创建一个线程与之通信
            newCachedThreadPool.execute(() -> 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());
                int read = inputStream.read(bytes);
                if(read!=-1){
                    // 输出客户端发送的数据
                    System.out.println(new String(bytes,0,read));
                } else {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("关闭和client的连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

问题分析:

  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Read,业务处理,数据Write;
  2. 当并发数较大的时候,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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