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Socket的概念:上面已经解释了,不在复述。
同步和异步:同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的,同步指的是用户进程触发IO 操作并等待或者轮询的去查看IO 操作是否就绪,而异步是指用户进程触发IO 操作以后便开始做自己的事情,而当IO 操作已经完成的时候会得到IO 完成的通知。
以银行取款为例:
同步 : 自己亲自出马持银行卡到银行取钱(使用同步 IO 时,Java 自己处理IO 读写);
异步 : 委托一小弟拿银行卡到银行取钱,然后给你(使用异步IO 时,Java 将 IO 读写委托给OS 处理,需要将数据缓冲区地址和大小传给OS(银行卡和密码),OS 需要支持异步IO操作API);
阻塞和非阻塞:阻塞和非阻塞是针对于进程在访问数据的时候,根据IO操作的就绪状态来采取的不同方式,说白了是一种读取或者写入操作方法的实现方式,阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待,而非阻塞方式下,读取或者写入方法会立即返回一个状态值。
以银行取款为例:
阻塞 : ATM排队取款,你只能等待(使用阻塞IO时,Java调用会一直阻塞到读写完成才返回);
非阻塞 : 柜台取款,取个号,然后坐在椅子上做其它事,等号广播会通知你办理,没到号你就不能去,你可以不断问大堂经理排到了没有,大堂经理如果说还没到你就不能去(使用非阻塞IO时,如果不能读写Java调用会马上返回,当IO事件分发器通知可读写时再继续进行读写,不断循环直到读写完成)
1.BIO 编程
Blocking IO: 同步阻塞的编程方式。
BIO编程方式通常是在JDK1.4版本之前常用的编程方式。编程实现过程为:首先在服务端启动一个ServerSocket来监听网络请求,客户端启动Socket发起网络请求,默认情况下ServerSocket回建立一个线程来处理此请求,如果服务端没有线程可用,客户端则会阻塞等待或遭到拒绝。
且建立好的连接,在通讯过程中,是同步的。在并发处理效率上比较低。大致结构如下:
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,当然可以通过线程池机制改善。
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,但程序直观简单易理解。
使用线程池机制改善后的BIO模型图如下:
2.NIO 编程:Unblocking IO(New IO): 同步非阻塞的编程方式。
NIO本身是基于事件驱动思想来完成的,其主要想解决的是BIO的大并发问题,NIO基于Reactor,当socket有流可读或可写入socket时,操作系统会相应的通知引用程序进行处理,应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。也就是说,这个时候,已经不是一个连接就要对应一个处理线程了,而是有效的请求,对应一个线程,当连接没有数据时,是没有工作线程来处理的。
NIO的最重要的地方是当一个连接创建后,不需要对应一个线程,这个连接会被注册到多路复用器上面,所以所有的连接只需要一个线程就可以搞定,当这个线程中的多路复用器进行轮询的时候,发现连接上有请求的话,才开启一个线程进行处理,也就是一个请求一个线程模式。
在NIO的处理方式中,当一个请求来的话,开启线程进行处理,可能会等待后端应用的资源(JDBC连接等),其实这个线程就被阻塞了,当并发上来的话,还是会有BIO一样的问题
3.AIO编程:Asynchronous IO: 异步非阻塞的编程方式。
与NIO不同,当进行读写操作时,只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的,对于读操作而言,当有流可读取时,操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区,并通知应用程序;对于写操作而言,当操作系统将write方法传递的流写入完毕时,操作系统主动通知应用程序。即可以理解为,read/write方法都是异步的,完成后会主动调用回调函数。在JDK1.7中,这部分内容被称作NIO.2,主要在java.nio.channels包下增加了下面四个异步通道:AsynchronousSocketChannel、AsynchronousServerSocketChannel、AsynchronousFileChannel、AsynchronousDatagramChannel
bio示例
server示例:
public class Server { public static void main(String[] args) { int port = genPort(args); ServerSocket server = null; ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(50); try{ server = new ServerSocket(port); System.out.println("server started!"); while(true){ Socket socket = server.accept(); service.execute(new Handler(socket)); } }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }finally{ if(server != null){ try { server.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } server = null; } } static class Handler implements Runnable{ Socket socket = null; public Handler(Socket socket){ this.socket = socket; } @Override public void run() { BufferedReader reader = null; PrintWriter writer = null; try{ reader = new BufferedReader( new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8")); writer = new PrintWriter( new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "UTF-8")); String readMessage = null; while(true){ System.out.println("server reading... "); if((readMessage = reader.readLine()) == null){ break; } System.out.println(readMessage); writer.println("server recive : " + readMessage); writer.flush(); } }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }finally{ if(socket != null){ try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } socket = null; if(reader != null){ try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } reader = null; if(writer != null){ writer.close(); } writer = null; } } } private static int genPort(String[] args){ if(args.length > 0){ try{ return Integer.parseInt(args[0]); }catch(NumberFormatException e){ return 9999; } }else{ return 9999; } } }
2.client示例:
public class Client { public static void main(String[] args) { String host = null; int port = 0; if(args.length > 2){ host = args[0]; port = Integer.parseInt(args[1]); }else{ host = "127.0.0.1"; port = 9999; } Socket socket = null; BufferedReader reader = null; PrintWriter writer = null; Scanner s = new Scanner(System.in); try{ socket = new Socket(host, port); String message = null; reader = new BufferedReader( new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8")); writer = new PrintWriter( socket.getOutputStream(), true); while(true){ message = s.nextLine(); if(message.equals("exit")){ break; } writer.println(message); writer.flush(); System.out.println(reader.readLine()); } }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }finally{ if(socket != null){ try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } socket = null; if(reader != null){ try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } reader = null; if(writer != null){ writer.close(); } writer = null; } } }
以上只是简单示例,仅供参考!
JeoSaberJeoSaber
lov***ming09@163.com
3年前 (2018-08-07) -
一生默默守护你
187***86490@163.com
106
DatagramSocket(UDP)简单示例
服务端:
public class Server { public static void main(String[] args) { try { DatagramSocket server = new DatagramSocket(5060); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024); server.receive(packet); System.out.println(packet.getAddress().getHostName() + "(" + packet.getPort() + "):" + new String(packet.getData())); packet.setData("Hello Client".getBytes()); packet.setPort(5070); packet.setAddress(InetAddress.getLocalHost()); server.send(packet); server.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
客户端:
public class Client { public static void main(String[] args){ try { DatagramSocket client = new DatagramSocket(5070); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[1024],1024); packet.setPort(5060); packet.setAddress(InetAddress.getLocalHost()); packet.setData("Hello Server".getBytes()); client.send(packet); client.receive(packet); System.out.println(packet.getAddress().getHostName() + "(" + packet.getPort() + "):" + new String(packet.getData())); client.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }
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