#Socket回顾与IO模型
示例代码:https://gitee.com/ixinglan/rpc-demo.git
1.socket网络编程回顾
1.1 socket概述
Socket,套接字就是两台主机之间逻辑连接的端点。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,主要解决如何包装数据。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端点的抽象表示,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。
1.2 socket整体流程
Socket编程主要涉及到客户端和服务端两个方面,首先是在服务器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0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。
1.3 代码实现
示例代码:socket-demo
2.I/O模型
2.1 io模型说明
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(同步并阻塞)、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
同步和异步:主要是指的数据的请求方式,同步和异步是指访问数据的一种机制
2.2 BIO(同步阻塞)
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(实现多个客户连接服务器)。
工作机制:
问题分析:
- 每个请求都需要创建独立的线程,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
- 连接建立后,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,造成线程资源浪费
2.3 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
2.4 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,它的特点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,一般适用于连接数较多且连接时间较长的应用
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。
2.5 BIO,NIO,AIO适用场景分析
- BIO(同步并阻塞) 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(同步非阻塞) 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(异步非阻塞) 方式适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。