一文打穿JavaBIO

    科技2024-10-08  20

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    文章目录

    Java BIOI/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

    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

    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。

    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:

    服务器启动一个ServerSocket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,或者被拒绝如果有相应,客户端线程会等待请求结束后,再继续执行 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

    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
    Processed: 0.010, SQL: 8