Java IO模型之BIO模型

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一、Java BIO 基本介绍

• Java BIO就是传统的java io编程，其相关接口在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，服务器端就需要一个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）。
• BIO适用于连接数目较小且固定架构，这种方式对服务器资源要求较高，并发局限于应用中，JDK1.4之前的唯一选择，程序简单易理解。

二、Java BIO编程简单流程

1. 服务器启动一个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，再继续执行。

三、编写BIO连接流程

package com.edison.test;

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;

/**
 * @ClassName: BIO
 * @description:
 * @author: edison_Kwok
 * @Date: create in 2020/1/5 15:54
 * @Version: 1.0
 */
public class BIO {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();

        ServerSocket socket = new ServerSocket(6666);

        System.out.println("启动服务器，此时的线程是：" + Thread.currentThread().getId());

        while (true) {
            final Socket accept = socket.accept();
            System.out.println("接入一个客户端，此时的线程是：" + Thread.currentThread().getId());

            cachedThreadPool.execute(() -> handle(accept));
        }
    }

    private static void handle(Socket socket) {
        System.out.println("接收到socket：" + socket);
        System.out.println("当前线程是：" + Thread.currentThread().getId());

        try (InputStream inputStream = socket.getInputStream()) {
            byte[] bytes = new byte[2048];
            while (true) {
                System.out.println("开始打印收到信息，线程是：" + Thread.currentThread().getId());
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read == -1) {
                    System.out.println("结束本次打印，此时线程是：" + Thread.currentThread().getId());
                    break;
                }
                System.out.println("打印内容：" + new String(bytes, 0, read) + "，此时线程是：" + Thread.currentThread().getId());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

项目启动时

使用telnet工具连接

发现线程池分配给我们了编号12的线程

再开启一个telnet连接，发现线程池分配给我们编号13的线程

此时再输入框写入任何东西都会在控制台打印出来，并且使用刚开始分配好的线程。

四、java BIO的问题分析

• 每个请求都需要创建独立线程，与对应的客户端进行数据Read 业务处理，数据Write。
• 当并发数量较大，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。