一文理清什么是BIO以及如何使用
更新時間：2023年10月01日 11:29:13 作者：goyeer
這篇文章主要介紹了什么是BIO以及如何使用,BIO英文全名是blockingIO,也叫做阻塞IO,是最容易理解、最容易實現(xiàn)的IO工作方式,本文就來通過一些簡單的示例為大家講講BIO吧,需要的朋友可以參考下
一、BIO概述
BIO（Blocking I/O）是傳統(tǒng)java io編程既同步阻塞IO，服務器實現(xiàn)模式為一個連接一個線程?？蛻舳擞羞B接請求時服務器端就會新起一個線程進行處理。當線程空閑時為減少不必要的線程開銷，可以通過線程池機制改善。BIO方式適合用于連接數(shù)目比較小且固定的架構，這種方式對服務器資源要求比較高，并發(fā)局限應用中。
二、BIO工作機制
客戶端
- 通過Socket對象請求與服務端建立連接。
- 從Socket中得到字節(jié)輸入或者字節(jié)輸出流進行數(shù)據(jù)讀寫操作。
服務端
- 通過ServerSocket注冊端口。
- 服務端通過調用accept方法用于監(jiān)聽客戶端的Socket請求。
- 從Socket中得到字節(jié)輸入或者字節(jié)輸出流進行數(shù)據(jù)讀寫操作。
三、同步阻塞步驟
- 服務端啟動一個ServerSocket
- 客戶端啟動Socket對服務器進行通信，默認情況下服務器端需要對每個客戶建立一個線程與之通訊。
- 客戶端發(fā)出請求后，先咨詢服務器是否有線程響應，如果沒有則會等待，或者被拒絕。
- 如果有響應，客戶端線程會等待請求結束后，在繼續(xù)執(zhí)行。
四、編碼實現(xiàn)傳統(tǒng)BIO
- 傳統(tǒng)的同步阻塞模型開發(fā)中，服務端ServerSocket負責綁定IP地址，啟動監(jiān)聽端口；客戶端Socket負責 發(fā)起 連接操作。連接成功后，雙方通過輸入和輸出流進行同步阻塞式通信。
- 基于BIO模式下的通信，客戶端-服務端是完全同步，完全藕合的。
服務端代碼
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===服務端啟動===");
ServerSocket serverSocket=null;
try {
serverSocket=new ServerSocket(5000);
Socket socket=serverSocket.accept();
InputStream is = socket.getInputStream();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String msg;
if ((msg = br.readLine()) != null) {
System.out.println("服務端接收客戶端信息為：" + msg);
}
}catch (Exception exception){
System.out.println(exception.getMessage());
}
}客戶端代碼
public static void main(String[] args) {
Socket socket = null;
try {
socket = new Socket("127.0.0.1",5000);
OutputStream os = socket.getOutputStream();
PrintStream ps = new PrintStream(os);
ps.println("Hi BIO! 與服務端通信成功");
ps.flush();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}總結
傳統(tǒng)BIO服務端會一直等待客戶端的消息，如果客戶端沒有進行消息的發(fā)送，服務端將一直進入阻塞狀態(tài)，同時服務端是按照行獲取消息的，這意味著客戶端也必須按照行進行消息的發(fā)送，否則服務端將進 入等待消息的阻塞狀態(tài)。
五、BIO編程現(xiàn)實多發(fā)多收
BIO簡單方式是一個接收一個發(fā)送，如果實現(xiàn)多發(fā)多接收，下面將驗證多發(fā)多收的代碼
服務端代碼
public static void main(String[] args) {
System.out.println("===服務端啟動===");
try {
ServerSocket ss = new ServerSocket(9988);
Socket socket = ss.accept();
InputStream is = socket.getInputStream();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String message;
while ((message = br.readLine()) != null){
System.out.println("服務端接收客戶端信息為：" + message);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}客戶端代碼
public static void main(String[] args) {
try {
Socket socket = new Socket("localhost",9988);
OutputStream os = socket.getOutputStream();
PrintStream ps = new PrintStream(os);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true){
System.out.println("請輸入：");
String input = scanner.nextLine();
ps.println(input);
ps.flush();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}六、BIO模擬客戶端服務端多對一
前面無論是一收一發(fā)，還是多發(fā)多收都僅限一個客戶端，如何實現(xiàn)一個服務端對應多個客戶端哪，這個主要是更改服務端代碼
實現(xiàn)步驟
- 監(jiān)聽tcp端口
- while循環(huán)接收連接
- 對接收到的連接進行InputStream/OutputStream操作
服務端實現(xiàn)
public void listen() throws IOException {
ServerSocket serverSocket = null;
try {
log.info("服務啟動監(jiān)聽");
serverSocket = new ServerSocket(9988);
//循環(huán)接收到客戶端的連接
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
//得到連接后，開啟一個線程處理連接
handleSocket(socket);
}
}finally {
if(serverSocket != null){
serverSocket.close();
}
}
}
private void handleSocket(Socket socket) {
HandleSocket socketHandle = new HandleSocket(socket);
new Thread(socketHandle).start();
} public void run() {
BufferedInputStream bufferedInputStream = null;
BufferedOutputStream bufferedOutputStream = null;
try {
bufferedInputStream = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
byte[] bytes = new byte[1024];
int len ;
if ((len = bufferedInputStream.read(bytes)) > -1) {
String result = new String(bytes,0,len);
System.out.println("本次接收到的結果："+result);
}
System.out.println("回復信息給客戶端：");
bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
String outString = Thread.currentThread().getName()+"接收到了";
bufferedOutputStream.write(outString.getBytes());
bufferedOutputStream.flush();
System.out.println("回復完成：");
} catch (IOException e) {
System.out.println("異常："e.getLocalizedMessage());
} finally {
System.out.println("關閉數(shù)據(jù)流：");
try {
if (bufferedInputStream != null) {
bufferedInputStream.close();
}
if (bufferedOutputStream != null) {
bufferedOutputStream.close();
}
}catch (IOException e){
System.out.println("請輸入："e.getLocalizedMessage());
}
}
}客戶端實現(xiàn)
1.與服務端建立連接
2.發(fā)送消息給服務端
3.接收服務端返回的消息
public void start() throws IOException {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8081);
String msg = "Hi,This is the BioClient";
//1.拿到輸出流
//2.對輸出流進行處理
System.out.println("請輸入："+msg);
BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
byte[] bytes = msg.getBytes();
//3.輸出msg
bufferedOutputStream.write(bytes);
bufferedOutputStream.flush();
System.out.println("發(fā)送完畢.");
System.out.println("開始接收到消息.");
//4.對輸入流進行處理
BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
byte[] inBytes = new byte[1024];
int len;
//5.讀取輸入流
if ((len = bufferedInputStream.read(inBytes)) != -1) {
String result = new String(inBytes, 0, len);
System.out.println("接收到的消息="+result);
}
//6.關閉輸入輸出流
bufferedOutputStream.close();
bufferedInputStream.close();
socket.close();
}七、總結
- 每個Socket接收到，都會創(chuàng)建一個線程，線程的競爭、切換上下文影響性能；
- 每個線程都會占用?？臻g和CPU資源；
- 并不是每個socket都進行l(wèi)O操作，無意義的線程處理；
- 客戶端的并發(fā)訪問增加時。服務端將呈現(xiàn)1:1的線程開銷，訪問量越大，系統(tǒng)將發(fā)生線程棧溢出， 線程創(chuàng)建失敗，最終導致進程宕機或者僵死，從而不能對外提供服務；
以上就是一文理清什么是BIO以及如何使用的詳細內容，更多關于Java BIO的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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