BIO

1 BIO概述

1.1 I/O模型

1. Java BIO：同步并阻塞，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。
2. 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。
3. Java AIO：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。

1.2 BIO编程流程

1. 服务器端启动 ServerSocket。
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，先咨询服务器端是否有线程响应，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。

2 Java BIO 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）。

public class BIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //线程池,如果有客户端连接，创建一个线程与之通讯
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        //创建 ServerSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器启动...");
        while (true){
            //监听，等待客户端连接，阻塞在 accept()
            final Socket socket = serverSocket.accept();
            //创建线程一对一通讯
            threadPool.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    handle(socket);
                }
            });
        }
    }

    //实现与客户端通讯的方法
    public static void handle(Socket socket){
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "建立连接");
            byte[] buffer = new byte[1024];
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            //循环读取客户端数据
            while (true){
                int read = inputStream.read(buffer);
                if (read != -1){
                    System.out.println(new String(buffer,0,read));
                } else {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("关闭连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

问题分析：

1. 每个请求都需要创建单独的线程，与对应的客户端进行数据传输。
2. 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。
3. 连接建立后，如果当前线程暂时没有数据可读，则线程会阻塞在 read 操作上，造成线程资源浪费。