今天来复习一下基础IO,也就是最普通的IO。

网络IO的基本知识与概念

普通IO以及BIO服务器

NIO的使用与服务器Hello world

Netty的使用与服务器Hello world

输入流与输出流

Java的输入流和输出流,按照输入输出的单元不同,又可以分为字节流和字符流的。

JDK提供了很多输入流和输出流,比如:

字节流可以按照不同的变量类型进行读写,而字符流则是基于字符编码的。不同的字符编码包含的字节数是不一样的,因此在使用字符流时,一定要注意编码的问题。

读写

字节的输入输出流操作

// 字节输入流操作

InputStream input = new ByteArrayInputStream("abcd".getBytes());

int data = input.read();

while(data != -1){

System.out.println((char)data);

data = input.read();

}

// 字节输出流

ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();

output.write("12345".getBytes());

byte[] ob = output.toByteArray();

字符的输入输出流操作

// 字符输入流操作

Reader reader = new CharArrayReader("abcd".toCharArray());

data = reader.read();

while(data != -1){

System.out.println((char)data);

data = reader.read();

}

// 字符输出流

CharArrayWriter writer = new CharArrayWriter();

writer.write("12345".toCharArray());

char[] wc = writer.toCharArray();

关闭流

流打开后,相当于占用了一个文件的资源,需要及时的释放。传统的标准关闭的方式为:

// 字节输入流操作

InputStream input = null;

try {

input = new ByteArrayInputStream("abcd".getBytes());

int data = input.read();

while (data != -1) {

System.out.println((char) data);

// todo

data = input.read();

}

}catch(Exception e){

// todo

}finally {

if(input != null) {

try {

input.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

在JDK1.7后引入了try-with-resources的语法,可以在跳出try{}的时候直接自动释放:

try(InputStream input1 = new ByteArrayInputStream("abcd".getBytes())){

//

}catch (Exception e){

//

}

IOUtils

直接使用IO的API还是很麻烦的,网上的大多数教程都是各种while循环,操作很麻烦。其实apache common已经提供了一个工具类——IOUtils,可以方便的进行IO操作。

比如 IOUtils.readLines(is, Charset.forName("UTF-8"));可以方便的按照一行一行读取.

BIO阻塞服务器

基于原始的IO和Socket就可以编写一个最基本的BIO服务器。

概要: 这个模型很简单,就是主线程(Acceptor)负责接收连接,然后开启新的线程专门负责连接处理客户端的请求。

import io.netty.util.CharsetUtil;

import java.io.IOException;

import java.io.OutputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

public class PlainOioServer {

public void serve(int port) throws IOException {

// 开启Socket服务器,并监听端口

final ServerSocket socket = new ServerSocket(port);

try{

for(;;){

// 轮训接收监听

final Socket clientSocket = socket.accept();

try {

Thread.sleep(500000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("accepted connection from "+clientSocket);

// 创建新线程处理请求

new Thread(()->{

OutputStream out;

try{

out = clientSocket.getOutputStream();

out.write("Hi\r\n".getBytes(CharsetUtil.UTF_8));

out.flush();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try{

clientSocket.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}).start();

}

} catch (IOException e){

e.printStackTrace();

}

}

public static void main(String[] args) throws IOException {

PlainOioServer server = new PlainOioServer();

server.serve(5555);

}

}

然后执行telnet localhost 5555,就能看到返回结果了。

这种阻塞模式的服务器,原理上很简单,问题也容易就暴露出来:

服务端与客户端的连接相当于1:1,因此如果连接数上升,服务器的压力会很大

如果主线程Acceptor阻塞,那么整个服务器将会阻塞,单点问题严重

线程数膨胀后,整个服务器性能都会下降

改进的方式可以基于线程池或者消息队列,不过也存在一些问题:

线程池的数量、消息队列后端服务器并发处理数,都是并发数的限制

仍然存在Acceptor的单点阻塞问题

接下来,将会介绍基于Nio的非阻塞服务器模式,如果忘记什么是IO多路复用,可以回顾前面一篇分享。敬请期待吧...

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