Netty-BIO

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种网络编程模型/IO模式：BIO、NIO、AIO
Java BIO：同步并阻塞（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

BIO
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，多路复用器轮询到连接有I/O请求就进行处理

NIO
Java AIO：异步非阻塞，AIO引入异步通信的概念，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过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

BIO方式适用于连接数目比较少且固定的架构，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，但程序简单易理解
NIO方式适用于连接数目多且连接比较短(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，JDK1.4开始支持
AIO方式适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，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持

Java BIO

基本介绍

Java BIO就是传统的Java IO编程，其相关的类和接口在java.io
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，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，程序简单易理解

工作机制

服务器端启动一个ServerSocket
客户端启动Socket与服务器进行通信，默认情况下服务器端需要对每个客户端建立一个线程与之通讯
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，或被拒绝
如果有响应，客户端线程会等待请求结束后，才继续执行

代码测试

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 线程池机制
        // 1. 创建一个线程池
        ExecutorService threadPool= new ThreadPoolExecutor(2,100,10, TimeUnit.SECONDS,
                new LinkedBlockingQueue<>(), Executors.defaultThreadFactory(),new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
        // 2. 如果有客户端连接，就创建一个线程与之通讯
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器启动");
        while(true){
            // 监听，等待客户端连接
            System.out.println("等待连接......");
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到一个客户端");
            threadPool.execute(()->{
                handler(socket);
            });
        }
    }

    /**
     * 和客户端通讯
     * @param socket
     */
    public static void handler(Socket socket){
        try {
            System.out.println("当前线程 id=" + Thread.currentThread().getId());
            byte[] bytes = new byte[1024];
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            while(true){
                System.out.println("等待read......");
                int len = inputStream.read(bytes);
                if(len!=-1){
                    System.out.println("当前线程 id=" + Thread.currentThread().getId());
                    System.out.println(new String(bytes));
                }else{
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

问题分析

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
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
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