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1.I/O模型
I/O模型基本说明
I/O模型简单的理解:就是用什么样的通道进行数据的发送和接收,很大程度上决定了程序通信的性能。
Java共支持3种网络编程I/O模型:BIO、NIO、AIO
Java BIO:同步阻塞(传统阻塞型),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。
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都会注册到多路复用器上,多路服务用器轮询到连接有I/O请求就进行处理
Java AIO:异步非阻塞,AIO引入了异步通道的概念,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。
BIO、NIO、AIO适用场景分析
BIO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需求比较高,并发局限在应用中,但程序容易理解。JDK1.4以前的唯一选择。
NIO适用于连接数据多且连接比较短(轻操作)的架构,比如聊天服务器、弹幕系统、服务器间通讯等,编程比较复杂。JDK 1.4开始支持。
AIO使用于连接数目多且连接比较长(重操作)的架构,比如相册服务器,充分利用调用OS参与并发操作,编程比较复杂。JDK7开始支持。
2.Java BIO基本介绍
Java BIO就是传统的java io模型,其相关的类和接口在java.io包中
BIO(Blocking I/O):同步阻塞,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,可以通过线程池改善。
BIO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需求比较高,并发局限在应用中,但程序容易理解。JDK1.4以前的唯一选择。
3.Java BIO工作机制
工作原理图
BIO编程简单流程
1)服务端启动一个ServerSocket
2)客户端启动Socket对服务器进行通信,默认情况下服务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,先咨询服务器是否有线程响应,如果没有则会等待,或者被拒绝
4)如果有相应,客户端线程会等待请求结束后,再继续执行
4.Java BIO问题分析
1)每个请求都需要创建独立的线程,与对应的客户端进行数据read、业务处理、数据write
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,则线程就阻塞在read操作上,造成线程资源浪费