2.1 傳統的BIO編程

　　以服務器為例，在傳統BIO模型下的服務器，每當一個新的請求到來的時候回分配一個線程去處理該請求，並且該線程在執行IO操作的時候會一直阻塞，知道IO操作完成或拋出異常才會返回。當網絡情況不佳時，網絡IO可能會耗費大量時間，那麽就會同時有大量線程在服務器上阻塞著，很容易造成內存溢出。

　　這種模型被稱為同步阻塞模型，同步指的是只有等待線程IO操作完成該線程才會返回，阻塞指的是IO沒有完成的時候一直等待。

2.1.1 服務端代碼

　　Server類，監聽8080端口，在while循環裏Server端阻塞在server.accept上，即等待請求傳到8080端口上，從accept方法返回。後續new Thread是新建一個線程去處理請求。

public class TimeServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int port = 8080;
        ServerSocket server = null;

        try {
            server = new ServerSocket(port);
            System.out.println("The server start in port "+port);
            Socket socket = null;
 
            while (true){
                socket = server.accept();
                Thread thread = new Thread(new TimeServerHandler(socket));
                thread.start();
            }


        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (server!=null){
                System.out.println("Time server close");
 
                server.close();
                server=null;
            }
        }
    }
}

　　執行代碼用jstack打印線程狀態，看到server線程在17行“停止”，即阻塞在17行等待請求傳過來。這種阻塞就是BIO裏的B，block，一個IO沒有完成就一直卡在那裏。

　　有新的客戶端接入新建線程執行處理方法，通過檢查傳過來的字符串是否是要求的“QUERY TIME ORDER”，如果是就返回當前服務器的時間，否則返回錯誤信息。

public class TimeServerHandler implements Runnable {
    private Socket socket;

    public TimeServerHandler(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    public void run() {
        BufferedReader in = null;
        PrintWriter out = null;

        try {
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(),true);
            String currentTime = null;
            String body = null;
            while (true){
                body = in.readLine();
                if (body == null){
                    break;
                }
                System.out.println("The time server receive order: "+body);
                currentTime = "QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body)?new Date(System.currentTimeMillis()).toString():"BAD ORDER";
                out.println(currentTime);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            if (in!=null){
                try {
                    in.close();
                } catch (IOException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }
            if (out!=null){
                out.close();
                out = null;
            }

            if (socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }finally {
                    socket=null;
                }
            }
        }
    }
}

　　同時開啟服務端和客戶端後可以在控制臺看到輸出。

2.1.2 缺點

• 每個請求都需要一個新建線程去處理，扛不住太大的並發，因為沒有給線程數目設置瓶頸。
• BIO會在網絡不佳情況導致大量線程。

2.2 偽異步IO編程

2.2.1 代碼

　　用線程池代替不停的新建線程,好處是線程池是有界的，避免在極端情況下不停新建線程。

public class TimeServer_ThreadPool {
    public static void main(String[] args) {
        int port = 8080;
        ServerSocket server = null;
        try {
            server = new ServerSocket(port);
            System.out.println("server start at port "+ port);
            Socket socket = null;
            ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
            while (true){
                socket = server.accept();
                pool.execute(new TimeServerHandler(socket));
            }
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.2.2 弊端

• 使用BIO讀取數據時，線程會一直阻塞直到 1、有數據讀 2、數據讀取完畢 3、拋出異常。當客戶端請求發送較慢或者網絡時延較時，讀取數據的線程會一直阻塞。
• 使用BIO輸出數據時，線程會一直阻塞直到 1、有數據寫 2、數據寫完 3、拋出異常。當服務端寫數據時，如果網絡情況不佳，客戶端不能及時讀取數據，大量數據留在TCP緩沖區，當發送端即服務端的Window size為0的時候寫線程就會無法繼續寫從而阻塞。
• 無論讀還是寫，都是阻塞的，阻塞與否以及阻塞是否嚴重依賴於網絡傳輸的質量。
• 當線程池的隊列使用阻塞隊列時，前臺線程負責把請求封裝成對象加入線程池的阻塞隊列，如果網絡狀況十分的差，阻塞隊列也滿了，那麽復制把請求對象加入阻塞隊列的前臺線程也會阻塞，整個系統失去異步性，所有的請求都會超時。

2.3 NIO 編程

　　NIO與BIO的區別在兩點

• 面向的對象不同。BIO面向Stream，該Stream是單向通信，只能是讀Stream或者寫Stream。NIO面向Buffer，NIO面向buffer和channel，channel是鐵路，buffer是鐵路上運輸的數據。
• 阻塞性。BIO是阻塞的，NIO通過Selector實現多路復用。

2.3.1 Buffer與Channel

第2章 NIO入門