Netty核心技术二--BIO编程

1. I/O模型

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
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
Java AIO(NIO.2) ：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，它的特点是先由操作系统完成后才通知服务端程,一般适用于连接数较多,连接时间较长的应用

2. 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。

3. 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(实现多个客户连接服务器)。
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

4. JAVA BIO 工作机制

4.1 工作原理图

4.2 BIO编程简单流程

服务器端启动一个ServerSocket
客户端启动Socket对服务器进行通信，默认情况下服务器端需要对每个客户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，或者被拒绝
如果有响应，客户端线程会等待请求结束后，在继续执行

5. Java BIO 应用实例 &telnet基本使用

实例说明：

使用BIO模型编写一个服务器端，监听6666端口，当有客户端连接时，就启动一个线程与之通讯。
要求使用线程池机制改善，可以连接多个客户端.
服务器端可以接收客户端发送的数据(telnet 方式即可)。

package site.zhourui.nioAndNetty.bio;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class BIOServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //线程池机制

        //思路
        //1. 创建一个线程池
        //2. 如果有客户端连接，就创建一个线程，与之通讯(单独写一个方法)
        ExecutorService newCachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        //创建ServerSocket
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器启动了");

        while (true){
            System.out.println("线程信息 id =" + Thread.currentThread().getId() + " 名字=" + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("等待连接...");
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println("连接到一个客户端");
            //就创建一个线程，与之通讯(单独写一个方法)
            newCachedThreadPool.execute(()->{ //我们重写
                //可以和客户端通讯
                handle(socket);
            });



        }
    }

    private static void handle(Socket socket)  {
        try {
            System.out.println("线程信息 id =" + Thread.currentThread().getId() + " 名字=" + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("read....");
            byte[] bytes = new byte[1024];
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            while (true){
                int read = inputStream.read(bytes);
                if (read!=-1){
                    System.out.println(new String(bytes,0,read)); //输出客户端发送的数据
                }else {
                    break;
                }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("关闭和client的连接");
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

启动服务器

服务端等待客户端连接
使用cmd连接服务端
```
telnet 127.0.0.1 6666
```
第一步回车后出现以下页面

服务端日志显示连接到一个客户端,启动了一个线程id为20的线程阻塞等待客户端发送信息,之后id为1的线程(main线程)又再次阻塞等待新的客户端连接
使用快捷键：CTRL+] 显示欢迎页面
输入?输出帮助文档
使用send 命令发送字符串到服务器
cmd再次连接一个客户端,id为1的线程(main线程)再次了一个线程id为20的线程阻塞等待客户端发送信息,之后id为1的线程又再次阻塞等待新的客户端连接