【java】网络编程之BIO

BIO(阻塞式输入输出)是指在读取输入数据的时候会一直卡(阻塞)在那里，在socket编程中会导致线程无法处理其他工作，除此之外，服务端等待accept连接也是阻塞式的，所以程序想继续执行需要创建新的线程去处理其他工作。

注意socket连接并不代表连接可以被处理，连接创建后，数据处理是需要线程来工作的，当然一个进程的可连接数也不是无限大的，超过最大连接数(操作系统限制或服务端限制)会导致无法连接。

类似阻塞式的饭店，新客人来了相当于和饭店建立一个socket连接，这只是连接能不能吃饭还要等待服务员给你下单，当然饭店要是满了，新客人是进不去的。更糟糕的是，饭店只有一个服务员一直等着给第一个客人点菜下单，其他客人都不管。客人也存在着类似问题，为了和服务员维持这个连接，一直点菜或思考点什么菜，卡在那里。

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为了解决上述线程阻塞的问题，只能创建新的线程来完成其他工作，使程序得以继续执行，下面使用两个类(BioServer，BioClient)模拟一下BIO。

public class BioServer {
  private ServerSocket serverSocket;
  public BioServer(int port,int backlog) throws IOException {
    this.serverSocket = new ServerSocket(port,backlog);
  }
  private void start() throws IOException {
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
    while (true) {
      Socket socket = serverSocket.accept();
      System.out.println(String.format("a new client connect %s", socket.getPort()));
      executorService.submit(new BioServerHandler(socket));
    }
  }
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    new BioServer(6000,3).start();
  }
}
class BioServerHandler implements Runnable {
  private Socket socket;
  public BioServerHandler(Socket socket) {
    this.socket = socket;
  }
  @Override
  public void run() {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
      PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream())) {
      String msg;
      while ((msg = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(String.format("server receive：%s", msg));
        pw.println(msg + " | " + new Date());
        pw.flush();
      }
    } catch (IOException e) {...}
  }
}

服务端使用线程池来处理客户端连接，避免accept阻塞当前线程，程序无法继续，而在单个连接的线程处理中，又存在着阻塞式的read，所以线程池中的一个线程只能为一个连接工作，无法复用(除非有连接断开线程释放)。
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public class BioClient {
  private Socket socket;
  public BioClient(String host,int port) throws IOException {
    this.socket = new Socket(host, port);
  }
  public void start() {
    new Thread(()->{
        try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()))){
        String msg;
        while((msg = br.readLine())!=null){
             System.out.println(String.format("client receive %s", msg));
        }
       } catch (IOException e) {...}finally {...}
     }).start();
    System.out.println("client enter msg: ");
    PrintWriter pw;
    while(true){
      try {
        pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
        pw.println(new Scanner(System.in).next());
        pw.flush();
      } catch (IOException e) {...}
    }
}
  public static void main(String[] args) throws IOException {
     new BioClient("127.0.0.1",6000).start();
  }
}

客户端为了避免阻塞读取数据，创建新线程来处理数据读取工作，在当前线程阻塞式等待系统输入数据。以上就是阻塞式网络编程BIO的demo，主要存在的问题是阻塞导致线程无法复用。