avatar

java网络编程

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
文章作者: zenshin
文章链接: https://zlh.giserhub.com/2022/01/19/cl35o0n3v00h2p4tg5akx9d70/
版权声明: 本博客所有文章除特别声明外,均采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议。转载请注明来自 zenshin's blog
打赏
  • 微信
    微信
  • 支付宝
    支付宝

评论