1、

Java BIO

1.1、基本介绍

Java 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。

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(实现多个客户连接服务器)；

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。

1.2、

BIO

工作机制

BIO

编程简单流程

• 服务器端启动一个

  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客户建立一个线程与之通讯；

• 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；

• 如果有响应，客户端线程会等待请求结束后，在继续执行。

1.3、案例

实例说明：

1. 使用

   BIO

   模型编写一个服务器端，监听

   6666

   端口，当有客户端连接时，就启动一个线程与之通讯。

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(

   telnet

   方式即可)。

package com.dult;import java.io.InputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class BIOServer {public static void main(String[] args) throws Exception {//线程池机制//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，与之通讯(单独写一个方法)ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();//创建 ServerSocketServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);System.out.println(\"服务器启动了\");while (true) {System.out.println(\" 线 程 信 息 id =\" + Thread.currentThread().getId() + \" 名 字 =\" +Thread.currentThread().getName());//监听，等待客户端连接System.out.println(\"等待连接....\");final Socket socket = serverSocket.accept();System.out.println(\"连接到一个客户端\");//就创建一个线程，与之通讯(单独写一个方法)newCachedThreadPool.execute(new Runnable() {public void run() { //我们重写//可以和客户端通讯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();//循环的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());System.out.println(\"read....\");int read = inputStream.read(bytes);if(read != -1) {System.out.println(new String(bytes, 0, read)); //输出客户端发送的数据} else {break;}}}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}finally {System.out.println(\"关闭和 client 的连接\");try {socket.close();}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}}

1.4、

Java BIO

的问题分析

• 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。

2、

NIO

2.1、概述

Java 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 。

Java NIO

全称

java non-blocking IO

，是指

JDK

提供的新

API

。

NIO

相关类都被放在

java.nio

包及子包下，并且对原

java.io

包中的很多类进行改写。与传统

IO

区别：

2.2、

NIO

和

BIO

的比较

IO

NIO

• BIO

  以流的方式处理数据,而

  NIO

  以块的方式处理数据,块

  I/O

  的效率比流

  I/O

  高很多

• BIO

  是阻塞的，

  NIO

  则是非阻塞的

• BIO

  基于字节流和字符流进行操作，而

  NIO

  基于

  Channel

  (通道)和

  Buffer

  (缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。

  Selector

  (选择器)用于监听多个通道的事件（比如：连接请求，数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道 。

NIO

有三大核心部分：

Channel

( 通道) ，

Buffer

( 缓冲区),

Selector

( 选择器)，之后会从源码级别细讲。

当线程从通道读取数据到缓冲区时，线程还是可以进行其他事情，当数据被写入缓冲区时，线程可以继续处理它，从缓冲区写入通道也类似。

​ 通俗理解：

NIO

是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有

10000

个请求过来,根据实际情况，可以分配

50

或者

100

个线程来处理。不像之前的阻塞

IO

那样，非得分配

10000

个。
​ 而且

HTTP2.0

使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比

HTTP1.1

大了好几个数量级。

3、

Java AIO

Java 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。

• JDK 7

  引入了

  Asynchronous I/O

  ，即

  AIO

  。在进行

  I/O

  编程中，常用到两种模式：

  Reactor

  和

  Proactor

  。

  Java

  的

  NIO

  就是

  Reactor

  ，当有事件触发时，服务器端得到通知，进行相应的处理;

• AIO

  即

  NIO2.0

  ，叫做异步不阻塞的

  IO

  。

  AIO

  引入异步通道的概念，采用了

  Proactor

  模式，简化了程序编写，有效的请求才启动线程，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。

4、

BIO

、

NIO

、

BIO

的比较

举例说明

1)同步阻塞：到理发店理发，就一直等理发师，直到轮到自己理发；

2)同步非阻塞：到理发店理发，发现前面有其它人理发，给理发师说下，先干其他事情，一会过来看是否轮到自己；

3)异步非阻塞：给理发师打电话，让理发师上门服务，自己干其它事情，理发师自己来家给你理发。