【JAVA基础】- BIO介绍及其使用

文章目录

【JAVA基础】- BIO介绍及其使用
- 一、BIO概述
- 二、BIO工作机制
- - 客户端
  - 服务端
- 三、同步阻塞步骤
- 四、编码实现传统BIO
- - 服务端代码
  - 客户端代码
  - 总结
- 五、BIO编程现实多发多收
- - 服务端代码
  - 客户端代码
- 六、BIO模拟客户端服务端多对一
- - 实现步骤
  - 服务端实现
  - 客户端实现
  - 六、总结

一、BIO概述

BIO（Blocking I/O）是传统java io编程既同步阻塞IO，服务器实现模式为一个连接一个线程。客户端有连接请求时服务器端就会新起一个线程进行处理。当线程空闲时为减少不必要的线程开销，可以通过线程池机制改善。BIO方式适合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，并发局限应用中。

二、BIO工作机制

在这里插入图片描述

客户端
1. 通过Socket对象请求与服务端建立连接。
2. 从Socket中得到字节输入或者字节输出流进行数据读写操作。
服务端
1. 通过ServerSocket注册端口。
2. 服务端通过调用accept方法用于监听客户端的Socket请求。
3. 从Socket中得到字节输入或者字节输出流进行数据读写操作。

三、同步阻塞步骤

服务端启动一个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。

四、编码实现传统BIO

传统的同步阻塞模型开发中，服务端ServerSocket负责绑定IP地址，启动监听端口；客户端Socket负责发起连接操作。连接成功后，双方通过输入和输出流进行同步阻塞式通信。
基于BIO模式下的通信，客户端-服务端是完全同步，完全藕合的。

服务端代码

 public static void main(String[] args) {System.out.println("===服务端启动===");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("服务端接收客户端信息为：" + msg);}}catch (Exception exception){System.out.println(exception.getMessage());}}

客户端代码

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! 与服务端通信成功");ps.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}

总结

传统BIO服务端会一直等待客户端的消息，如果客户端没有进行消息的发送，服务端将一直进入阻塞状态，同时服务端是按照行获取消息的，这意味着客户端也必须按照行进行消息的发送，否则服务端将进入等待消息的阻塞状态。

五、BIO编程现实多发多收

BIO简单方式是一个接收一个发送，如果实现多发多接收，下面将验证多发多收的代码

服务端代码

public static void main(String[] args) {System.out.println("===服务端启动===");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("服务端接收客户端信息为：" + message);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
}

客户端代码

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("请输入：");String input = scanner.nextLine();ps.println(input);ps.flush();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}
}

六、BIO模拟客户端服务端多对一

前面无论是一收一发，还是多发多收都仅限一个客户端，如何实现一个服务端对应多个客户端哪，这个主要是更改服务端代码

实现步骤

监听tcp端口
while循环接收连接
对接收到的连接进行InputStream/OutputStream操作

服务端实现

  public void listen() throws IOException {ServerSocket serverSocket = null;try {log.info("服务启动监听");serverSocket = new ServerSocket(9988);//循环接收到客户端的连接while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();//得到连接后，开启一个线程处理连接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("本次接收到的结果："+result);}System.out.println("回复信息给客户端：");bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());String outString = Thread.currentThread().getName()+"接收到了";bufferedOutputStream.write(outString.getBytes());bufferedOutputStream.flush();System.out.println("回复完成：");} catch (IOException e) {System.out.println("异常："e.getLocalizedMessage());} finally {System.out.println("关闭数据流：");try {if (bufferedInputStream != null) {bufferedInputStream.close();}if (bufferedOutputStream != null) {bufferedOutputStream.close();}}catch (IOException e){System.out.println("请输入："e.getLocalizedMessage());}}}

客户端实现

1.与服务端建立连接

2.发送消息给服务端

3.接收服务端返回的消息

  public void start() throws IOException {Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8081);String msg = "Hi,This is the BioClient";//1.拿到输出流//2.对输出流进行处理System.out.println("请输入："+msg);BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());byte[] bytes = msg.getBytes();//3.输出msgbufferedOutputStream.write(bytes);bufferedOutputStream.flush();System.out.println("发送完毕.");System.out.println("开始接收到消息.");//4.对输入流进行处理BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());byte[] inBytes = new byte[1024];int len;//5.读取输入流if ((len = bufferedInputStream.read(inBytes)) != -1) {String result = new String(inBytes, 0, len);System.out.println("接收到的消息="+result);}//6.关闭输入输出流bufferedOutputStream.close();bufferedInputStream.close();socket.close();}