一、問題

BIO 和 NIO 作為 Server 端，當(dāng)建立了 10 個(gè)連接時(shí)，分別產(chǎn)生多少個(gè)線程？

答案： 因?yàn)閭鹘y(tǒng)的 IO 也就是 BIO 是同步線程堵塞的，所以每個(gè)連接都要分配一個(gè)專用線程來(lái)處理請(qǐng)求，這樣 10 個(gè)連接就會(huì)創(chuàng)建 10 個(gè)線程去處理。而 NIO 是一種同步非阻塞的 I/O 模型，它的核心技術(shù)是多路復(fù)用，可以使用一個(gè)鏈接上的不同通道來(lái)處理不同的請(qǐng)求，所以即使有 10 個(gè)連接，對(duì)于 NIO 來(lái)說(shuō)，開啟 1 個(gè)線程就夠了。

二、BIO 代碼實(shí)現(xiàn)

public class DemoServer extends Thread {private ServerSocket serverSocket;public int getPort() {return serverSocket.getLocalPort();}public void run() {try {serverSocket = new ServerSocket(0);while (true) {Socket socket = serverSocket.accept();RequestHandler requestHandler = new RequestHandler(socket);requestHandler.start();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (serverSocket != null) {try {serverSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}public static void main(String[] args) throws IOException {DemoServer server = new DemoServer();server.start();try (Socket client = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), server.getPort())) {BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));bufferedReader.lines().forEach(s -> System.out.println(s));}}} // 簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，不做讀取，直接發(fā)送字符串 class RequestHandler extends Thread {private Socket socket;RequestHandler(Socket socket) {this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {try (PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());) {out.println("Hello world!");out.flush();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

• 服務(wù)器端啟動(dòng) ServerSocket，端口 0 表示自動(dòng)綁定一個(gè)空閑端口。
• 調(diào)用 accept 方法，阻塞等待客戶端連接。
• 利用 Socket 模擬了一個(gè)簡(jiǎn)單的客戶端，只進(jìn)行連接、讀取、打印。
• 當(dāng)連接建立后，啟動(dòng)一個(gè)單獨(dú)線程負(fù)責(zé)回復(fù)客戶端請(qǐng)求。

這樣，一個(gè)簡(jiǎn)單的 Socket 服務(wù)器就被實(shí)現(xiàn)出來(lái)了。

(圖片來(lái)源于楊曉峰)

三、NIO 代碼實(shí)現(xiàn)

public class NIOServer extends Thread {public void run() {try (Selector selector = Selector.open();ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();) {// 創(chuàng)建 Selector 和 ChannelserverSocket.bind(new InetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(), 8888));serverSocket.configureBlocking(false);// 注冊(cè)到 Selector，并說(shuō)明關(guān)注點(diǎn)serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);while (true) {selector.select();// 阻塞等待就緒的 Channel，這是關(guān)鍵點(diǎn)之一Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();while (iter.hasNext()) {SelectionKey key = iter.next();// 生產(chǎn)系統(tǒng)中一般會(huì)額外進(jìn)行就緒狀態(tài)檢查sayHelloWorld((ServerSocketChannel) key.channel());iter.remove();}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}private void sayHelloWorld(ServerSocketChannel server) throws IOException {try (SocketChannel client = server.accept();) { client.write(Charset.defaultCharset().encode("Hello world!"));}}// 省略了與前面類似的 main }

• 首先，通過(guò) Selector.open() 創(chuàng)建一個(gè) Selector，作為類似調(diào)度員的角色。
• 然后，創(chuàng)建一個(gè) ServerSocketChannel，并且向 Selector 注冊(cè)，通過(guò)指定 SelectionKey.OP_ACCEPT，告訴調(diào)度員，它關(guān)注的是新的連接請(qǐng)求。注意：為什么我們要明確配置非阻塞模式呢？這是因?yàn)樽枞Ｊ较?#xff0c;注冊(cè)操作是不允許的，會(huì)拋出 IllegalBlockingModeException 異常。
• Selector 阻塞在 select 操作，當(dāng)有 Channel 發(fā)生接入請(qǐng)求，就會(huì)被喚醒。
• 在 sayHelloWorld 方法中，通過(guò) SocketChannel 和 Buffer 進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，在本例中是發(fā)送了一段字符串。

可以看到，在前面兩個(gè)樣例中，IO 都是同步阻塞模式，所以需要多線程以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理。而 NIO 則是利用了單線程輪詢事件的機(jī)制，通過(guò)高效地定位就緒的 Channel，來(lái)決定做什么，僅僅 select 階段是阻塞的，可以有效避免大量客戶端連接時(shí)，頻繁線程切換帶來(lái)的問題，應(yīng)用的擴(kuò)展能力有了非常大的提高。下面這張圖對(duì)這種實(shí)現(xiàn)思路進(jìn)行了形象地說(shuō)明。

(圖片來(lái)源于楊曉峰)

四、參考資料

Java核心36講

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總結(jié)

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