BIO与NIO浅析(一)

BIO与NIO的区别

1. BIO的accept和read方法都是阻塞的，因此需要结合多线程才可以同时处理多个连接。
2. NIO的accept和read方法可以设置成非阻塞的，当设置成非阻塞时，如果没有新连接或数据，linux返回-1，java返回null。

BIO实例

下列实例很好体会到BIO为什么一定要结合多线程处理多个连接请求。如果在单线程处理，前面的连接阻塞了，后面的连接无法进来。因此在BIO中，可以认为来一个连接就要分配一个线程处理，即使使用线程池，也无法满足大量的连接请求。

public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket server = new ServerSocket(9090,20);
        System.out.println("step1: new ServerSocket(9090) ");
        while (true) {
            Socket client = server.accept();  //阻塞1
            System.out.println("step2:client\t" + client.getPort());
            new Thread(()->{
                    InputStream in = null;
                    try {
                        in = client.getInputStream();
                        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
                        while(true){
                            String dataline = reader.readLine(); //阻塞2
                            if(null != dataline){
                                System.out.println(dataline);
                            }else{
                                client.close();
                                break;
                            }
                        }
                        System.out.println("客户端断开");
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
            }).start();
        }
    }

NIO

Linux提供非阻塞处理连接请求和读请求的函数，但是需要手动设置成非阻塞的，即NIO可以是阻塞的，也可以是非阻塞的。

相对比上面的多线程BIO模式，单线程的NIO更加节省系统资源，并且处理速度比BIO更快。

public static void main(String[] args) throws Exception {

        LinkedList<SocketChannel> clients = new LinkedList<>();
        ServerSocketChannel ss = ServerSocketChannel.open();  //服务端开启监听：接受客户端
        ss.bind(new InetSocketAddress(9090));
        ss.configureBlocking(false); //重点，实质是设置OS的NONBLOCKING!!!非阻塞接受客户端连接，如果没有新连接就返回-1 null
        while (true) {
            //接受客户端的连接
            //Thread.sleep(1000);
            SocketChannel client = ss.accept(); //不会阻塞，返回  -1 NULL
            //accept  调用内核了：1，没有客户端连接进来，在BIO 的时候一直卡着，但是在NIO ，不卡着，返回-1，NULL
            //如果来客户端的连接，accept 返回的是这个客户端的fd，client object
            //NONBLOCKING 就是代码能往下走了
            if (client == null) {
                System.out.println("null.....");
            } else {
                client.configureBlocking(false); //重点，三次握手成功后，得到客户端，需要设置客户端数据非阻塞读。
                int port = client.socket().getPort();
                System.out.println("client..port: " + port);
                clients.add(client);
            }

            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(4096);  //可以在堆里 堆外
            //遍历已经链接进来的客户端能不能读写数据
            for (SocketChannel c : clients) {   //串行化！！可以多线程改进！！
                int num = c.read(buffer);  // >0  -1  0   //不会阻塞
                if (num > 0) {
                    buffer.flip();
                    byte[] aaa = new byte[buffer.limit()];
                    buffer.get(aaa);

                    String b = new String(aaa);
                    System.out.println(c.socket().getPort() + " : " + b);
                    buffer.clear();
                }
            }
        }
    }

总结

1. NIO设置成非阻塞模式，处理客户端连接时，比BIO更节省系统资源。
2. BIO在处理连接请求和读请求时都是阻塞的，并且存在大量的线程的上下文切换，所以速度比NIO慢。

备注：后面再进一步聊聊NIO

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