java io 与java nio

1. java io

通常在进行同步I/O操作时，如果读取数据，代码会阻塞直至有 可供读取的数据。同样，写入调用将会阻塞直至数据能够写入。传统的Server/Client模式会基于TPR（Thread per Request）,服务器会为每个客户端请求建立一个线程，由该线程单独负责处理一个客户请求。这种模式带来的一个问题就是线程数量的剧增，大量的线程会增大服务器的开销。大多数的实现为了避免这个问题，都采用了线程池模型，并设置线程池线程的最大数量，这由带来了新的问题，如果线程池中有200个线程，而有200个用户都在进行大文件下载，会导致第201个用户的请求无法及时处理，即便第201个用户只想请求一个几KB大小的页面。传统的
Server/Client模式如下图所示：



 服务端源代码：

package com.defonds.socket.begin;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
public static final int PORT = 12345;//监听的端口号

public static void main(String[] args) {
System.out.println("服务器启动...\n");
Server server = new Server();
server.init();
}

public void init() {
try {
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT);
while (true) {
// 一旦有堵塞, 则表示服务器与客户端获得了连接
Socket client = serverSocket.accept();
// 处理这次连接
new HandlerThread(client);
}
} catch (Exception e) {
System.out.println("服务器异常: " + e.getMessage());
}
}

private class HandlerThread implements Runnable {
private Socket socket;
public HandlerThread(Socket client) {
socket = client;
new Thread(this).start();
}

public void run() {
try {
// 读取客户端数据
DataInputStream input = new DataInputStream(socket.getInputStream());
String clientInputStr = input.readUTF();//这里要注意和客户端输出流的写方法对应,否则会抛 EOFException
// 处理客户端数据
System.out.println("客户端发过来的内容:" + clientInputStr);

// 向客户端回复信息
DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
System.out.print("请输入:\t");
// 发送键盘输入的一行
String s = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)).readLine();
out.writeUTF(s);

out.close();
input.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("服务器 run 异常: " + e.getMessage());
} finally {
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (Exception e) {
socket = null;
System.out.println("服务端 finally 异常:" + e.getMessage());
}
}
}
}
}
}

客户端源代码：

package com.defonds.socket.begin;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.Socket;

public class Client {
public static final String IP_ADDR = "localhost";//服务器地址
public static final int PORT = 12345;//服务器端口号

public static void main(String[] args) {
System.out.println("客户端启动...");
System.out.println("当接收到服务器端字符为 \"OK\" 的时候, 客户端将终止\n");
while (true) {
Socket socket = null;
try {
//创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
socket = new Socket(IP_ADDR, PORT);

//读取服务器端数据
DataInputStream input = new DataInputStream(socket.getInputStream());
//向服务器端发送数据
DataOutputStream out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
System.out.print("请输入: \t");
String str = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)).readLine();
out.writeUTF(str);

String ret = input.readUTF();
System.out.println("服务器端返回过来的是: " + ret);
// 如接收到 "OK" 则断开连接
if ("OK".equals(ret)) {
System.out.println("客户端将关闭连接");
Thread.sleep(500);
break;
}

out.close();
input.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("客户端异常:" + e.getMessage());
} finally {
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
socket = null;
System.out.println("客户端 finally 异常:" + e.getMessage());
}
}
}
}
}
}

2 . java NIO

NIO中非阻塞I/O采用了基于Reactor模式的工作方式，I/O调用不会被阻塞，相反是注册感兴趣的特定I/O事件，如可读数据到达，新的套接字连接等等，在发生特定事件时，系统再通知我们。NIO中实现非阻塞I/O的核心对象就是Selector，Selector就是注册各种I/O事件地 方，而且当那些事件发生时，就是这个对象告诉我们所发生的事件，如下图所示：



从图中可以看出，当有读或写等任何注册的事件发生时，可以从Selector中获得相应的SelectionKey，同时从 SelectionKey中可以找到发生的事件和该事件所发生的具体的SelectableChannel，以获得客户端发送过来的数据

使用NIO中非阻塞I/O编写服务器处理程序，大体上可以分为下面三个步骤：

1. 向Selector对象注册感兴趣的事件 

2. 从Selector中获取感兴趣的事件 

3. 根据不同的事件进行相应的处理