Netty，认识和深入（二），JAVA原生BIO认识

BIO

JAVA BIO（blocking I/O）：同步并阻塞（传统阻塞型），服务器实现模型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完善（实现多个客户连接服务器）

应用场景

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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。

BIO工作原理大致流程图如下：

1. 服务器启动一个ServreSocket；
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；

JAVA代码示例：

package com.kelecc.bio;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.*;


/**
 * 功能描述: BIO Demo
 *
 * @Author keLe
 * @Date 2022/1/24
 */
public class BIOServer {

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();

        try {
            //创建ServerSocket ,监听8888端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
            System.out.println("服务启动");
            while(true){
                //监听，等待客户端链接,该方法阻塞，直到建立连接。
                System.out.println("等待连接");
                //main方法的主线程
                System.out.println("线程信息 id = " + Thread.currentThread().getId());
                System.out.println("线程名字 name="+Thread.currentThread().getName());
                final Socket socket = serverSocket.accept();
                System.out.println("连接到客户端");
                //创建一个线程，与之通讯
                 executorService.execute(()->{
                     handler(socket);
                 });
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public static void handler(Socket socket){
       byte[] bytes  = new byte[1024];
        try {
            //得到输入流
            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());
                System.out.println("线程名字 name="+Thread.currentThread().getName());
                System.out.println("read.......");
                int read = inputStream.read(bytes);
                if(read != -1){
                    //控制台打印输出
                    System.out.println("输出客户端发送的数据"+new String(bytes,0,read));
                }else{
                    //读取完毕
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("关闭客户端连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

• 代码运行：

只要没有客户端连接，线程都会阻塞，socket.accept 调用之前：

final Socket socket = serverSocket.accept();

• 使用CMD 创建一个客户端连接：使用命令测试8888端口

telnet 127.0.0.1 8888

• 连接成功：

• 控制台打印：

• 观察打印输出，我们发现：

  主线程main , 在有客户端连接过后，又会阻塞在 客户端连接进来之前，所以这里会打印 两个等待连接；我们也可以看上面的流程图 一目了然；

serverSocket.accept();

而我们客户端连接的子线程 通过我们设计代码连接成功后，当我们没有发送数据，子线程会阻塞在 read/write这个操作时；可以看上面的流程图；

int read = inputStream.read(bytes); 

• 发送数据，在当前界面，按住 ctrl+] 键；

• 通过 send 发送数据；

• 观测输出日志；

发送数据成功之后，子线程依旧阻塞在 read 操作之前

接下来，我们新建第二个客户端，启动第二个cmd，观察输出日志；

总结：

• 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；