non-blocking I/O 和 blocking I/O 区别

在应用中，客户端连接到服务端，服务器处理请求并响应。在这个过程中，客户端和服务端通过socket连接，绑定到socket中，服务端等待着监听来自client的请求。

客户端与服务端连接后，相互读写数据通过socket。

Blocking I/O – 堵塞 I/O

通过Blocking I/O，客户端发送请求到服务端，线程处理这个连接，这是一个堵塞，直到数据读取或者写入完成。相关操作在完成之前，线程都是一直等待。现在执行一个并发请求，这就是需要多线程，需要分配新的线程

• 先创建 server socket 监听请求连接通过指定端口

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(portNumber);

Server Socket 监听客户端连接

• 调用accept() 方法，服务端启动并等待客户端连接，当客户端发送请求时，server socket 接收来自客户端的请求并用 新的socket与客户端连接，在新的连接之前，server socket 是堵塞的，

Socket clientSocket = serverSocket.accept();

• 现在可以从socket 读取和写入streams了

BufferReader in = new BufferReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));

PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);

• 这时我们就可以读取来自input stream中的每行数据，处理并通过output stream响应给客户端

String request, response;
while ((request = in.readLine()) != null) {
	response = processRequest(request);
	out.println(response);
	if ("Done".equals(request)) {
		break;
	}
}

现在处于连接时刻，处理并发用户，服务端就需要分配新的线程给每个客户端socket

while (listening) {
	接收 连接;
	创建新的线程给客户端;
}

不利

• 每个线程都必须在内存推栈中分配，增加连接数量，大量线程切换就成为很笨重
• 多线程等待客户端的请求，这就是在浪费资源

因此，当考虑大量用户的时候，blocking I/O就无能为力了。

Non-blocking I/O – 非阻塞 IO

使用non-blocking I/O，可以使用单线程处理多并发的连接，在继续往下讲的时候，需要解释下专业词汇。

• 在NIO中，读写数据是buffer，不是stream。
• “channel” 读取和写入TCP socket，数据必须编码成ByteBuffer对象
• “Readiness Selection” 意味着，在读写中选择 socket。

• 创建selector 处理多个 channels

Selector selector = Selector.open();

• 在non blocking 创建 一个 server socket channel “ServerSocketChannel” 代表接收新的连接

ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false);

• 我们绑定server socket channel 到特定的端口

InetSocketAddress hostAddress = new InetSocketAddress(hostname, portNumber);
 
serverChannel.bind(hostAddress);

• 现在注册server socket channel 通过 selector 和 “SelectionnKey.OP_ACCEPT” 参数 告诉“selector“ 监听进来的连接。

serverChannel.register(selector, SelectionnKey.OP_ACCEPT);