Socket网络回顾
Socket概述
Socket,套接字就是两台主机之间逻辑连接的断点。TCP/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如果包装数据。Socket是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中断电的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议、本地主机的ip地址、本地进程的协议端口、远程主机的ip地址、远程进程的协议端口。
Socket整体流程
Socket编程主要设计到客户端和服务端两个方面,首先是在服务端创建一个服务器套接字(ServerSocket),并把它附加到一个端口上,服务器从这个端口监听连接。端口号的范围是0到65536,但是1到1024是为特权服务保留的端口号,可以选择任意一个当前没有被其他进程使用的端口
客户端请求与服务器进行连接的时候,根据服务器的域名或者IP地址,加上端口号,打开一个套接字,当服务器接受连接后,服务器和客户端之间的通信就像输入输出流一样进行操作。
代码简单实现
- 服务端代码实现:
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1、创建一个线程池,如果有客户端连接就创建一个线程与之通信
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
//2、 创建ServerSocket对象
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端已开启");
while (true){
//3、 循环监听客户端
final Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("客户端进行连接");
//4、开启新的线程处理
executorService.execute(()->handler(socket));
}
}
public static void handler(Socket socket){
try{
System.out.println("线程ID:"+Thread.currentThread().getId()
+" 线程名称:"+Thread.currentThread().getName());
// 从连接中取出输入流来接收信息
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int read = inputStream.read(bytes);
System.out.println("客户端:"+new String(bytes,0,read));
// 连接中取出输出流并回话
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("没钱".getBytes());
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}finally {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
} - 客户端代码实现:
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
while (true){
// 创建socket
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",9999 );
// 2 从连接中取出输出流并发消息
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
System.out.println("请输入:");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String msg = scanner.nextLine();
outputStream.write(msg.getBytes());
// 3、从连接中取出输入流并接收回话
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int read = inputStream.read(bytes);
System.out.println("老板说:"+ new String(bytes,0,read).trim());
// 关闭
socket.close();
}
}
} - 启动服务以后,在客户端输入后,会回应“没钱”,并且在服务端会有打印输出。这就是一个简单的网络应用
I/O模型
I/O模型说明
1、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
2、java支持3种网络编程模型I/O模式:BIO(同步阻塞)、NIO(同步非阻塞)、AIO(异步非阻塞)
阻塞与非阻塞
主要指的是访问IO的线程是否会阻塞(或处于等待),线程访问资源,该资源是否准备就绪的一种处理方式
同步与异步
主要是指的数据的请求方式,同步与异步是指访问的数据的一种机制
同步与异步,阻塞与非阻塞
BIO(同步并阻塞)
java BIO就是传统的Socket编程
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(实现多个客户端连接服务器)。
BIO问题分析:
- 每个请求都需要创建一个独立的线程,与对应的客户端进行数据Read,业务处理,数据write
- 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
- 连接创建后,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,造成资源浪费
NIO(同步非阻塞)
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
AIO(异步非阻塞)
AIO引入异步通道的概念,采用了Proactor模式,简化了程序编写,有效的请求才启动线程,它的特色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,一般适用于连接数多且连接时间长的应用
- Proactor模式是一个消息异步通知的设计模式,Proactor通知的不是就绪事件,而是操作完成事件,这也就是操作系统异步IO的主要模型
BIO,NIO,AIO适用场景分析
- 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,但程序简单理解
- NIO方式适用于连接数多且连接比较短(轻操作) 的架构,比如聊天室、弹幕系统、服务器间通信等,编程比较复杂,JDK1.4开始支持
- AIO(异步非阻塞)方式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,充分调用OS参与并发操作,编程比较复杂,JDK7开始支持