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Java Se : Java NIO(服務端)與BIO(客戶端)通信

2019-11-14 21:18:35
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供稿:網友
java Se : Java NIO(服務端)與BIO(客戶端)通信

Java目前有三種IO相關的API了,下面簡單的說一下:

BIO,阻塞IO,最常用的Java IO API,提供一般的流的讀寫功能。相信學習Java的人,都用過。

NIO,非阻塞IO,在JDK1.4中開始出現,大量應用與服務器端編程,用于提高并發訪問的性能,常用的NIO框架有Netty,Mina。

AIO,異步IO,在JDK1.7開始出現。還沒有了解過,等以后了解了再說。

阻塞、非阻塞,同步、異步

在寫這篇文章前,在網上了解了一下,其中爭議最的問題要數阻塞、非阻塞怎么理解,異步、同步怎么理解。

由于每個人想法的不同,很難達到一個一致的答案,又沒有真正的大牛出來給這一個準確的定義。這里也簡單的說一下,我對這兩組名詞的理解。

1)阻塞、非阻塞

我認為,BIO,NIO沒有大家想的那么復雜,就是底層實現中進行數據的讀寫(IO)采取的兩種方案,只不過非阻塞讀寫要比阻塞IO讀寫更快一些。

bio中的InputStream#read()是一個block方法。

2)同步、異步

同步與異步,我認為說的并不是IO本身,我認為說的是程序采用的編程模型,也就是說采用的是同步的編程模型還是異步的編程模型。

BIO、NIO,他們的區別是操作系統讀寫數據采用的方式,他們是Java中的概念,在Java領域,他們的底層實現采用的是同步的編程模型。所以說BIO、NIO都是同步的。

AIO的底層實現應當是異步的編程模型,所以說它是異步IO。

這里我只是闡述了我對它們的理解,沒有與大家爭論到底怎么去理解他們。也許我沒有大家想的那么深遠,畢竟我只是學習了NIO不到一天時間而已。

針對BIO、NIO,服務器編程如何提高性能

一個程序運行的快慢,一般有會受到兩個因素的影響:1)程序代碼是否高效,2)IO讀寫是否高效。曾經看過這么一幅圖,大致內容是:一幫不同角色的人(程序員、運維、項目經理等角色的人)在一起討論一個應用程序效率地下的問題。

程序員說的是:給我3個月時間,我能夠讓程序運行效率提高,當然了,我要調整代碼的整體結構…

運維說:…

項目經理說:換用讀寫更快的硬件設備解決這個問題。

故事我已經無法還原,但是這個故事說的內容就是程序優化帶來的效率的提升遠不及提高IO速度帶來的提升。

相比于BIO,NIO就是從讀寫來提升效率的。性能對于服務器來說尤為重要,服務器端編程并不是都采用了NIO編程。

Tomcat服務器內部,就有BIO、NIO兩種方式。

1)BIO如何提高并發訪問

BIO,是一種阻塞IO,服務器端使用BIO進行數據讀寫時,一般都是采用了一個Socket請求對應一個Thread的方式來提高性能的。

但是一臺服務器上,可以跑的線程數量也是有限制的:線程不是越多越好,畢竟線程間的切換,也是有不小的開銷。也不是越少越好,線程太少,極端情況下一個線程,如果用一個線程來解決用戶的并發訪問,服務器接收一個客戶的請求時,其他人都要處于等待狀態。你訪問網頁,多數情況下超過5秒,估計你就關掉它了吧。

  或者采用線程池方案。

2)采用NIO編程時 如何提高并發訪問

采用選擇器輪詢可用通道,讀寫數據。具體的怎么做的就不說了,網上一大坨一大坨的,雖然網上大家寫的大多是copy別人的。下面給會出一個例子,所以這里就不多說了,不知道的可以網上找相關的文章。

一個Thread下開一個Selector,一個Selector處理多個Socket通道(也就是多個用于請求),這樣就是一個Thread線程可以同時處理多個用戶請求。

孰優孰劣

假若說,服務器設置同時處理1000個用戶請求(也就是1000個處理用戶請求的線程)。假若有10000個人來發請求。

如果采用BIO API編程,那么就同時只能為1000個人服務,其他的9000人就處于等待狀態。

如果采用NIO API編程,也開啟1000個線程,因為一個Thread可以同時處理多個用戶請求,咱不說讓它處理太多了,就處理10個吧,這樣算下來,這個10000個用戶請求,就都可以處理了。

BIO(客戶端)與NIO(服務端)通信

今天學習了NIO,就用NIO來處理瀏覽器用戶請求吧。瀏覽器發送的肯定不是采用NIO API發送Socket請求的,肯定是使用了阻塞式IO,也就是對應于Java中的BIO了。

package com.fjn.other.nio.socket; import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.InetSocketAddress;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.SelectionKey;import java.nio.channels.Selector;import java.nio.channels.ServerSocketChannel;import java.nio.channels.SocketChannel;import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.Iterator;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors; @SupView Code

上面的測試的是3個Client采用BIO API不斷的并發的發送Socket 請求到Server端。Server采用NIO API處理Client的請求并作出響應,然后Client接收響應。


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