环境:
jdk 17
IntelliJ IDEA 2023.1.1 (Ultimate Edition)
Windows 10 专业版 22H2
TCP:面向连接的,可靠的数据传送协议
Java中的TCP网络编程,其实就是基于常用的BIO和NIO来实现的,本文先讨论BIO;
BIO:是JDK 1.4引入的网络编程模型,主要是指阻塞I/O编程模型,阻塞体现在:
服务端:
服务器等待客户端连接的accept方法阻塞;
服务器读取客户端数据,等待数据准备好的阻塞;
客户端:
客户端读取服务器数据,等待数据准备好的阻塞;
服务端高并发:
既然服务端有阻塞,我们要想提高效率,得用多线程,一个负责处理一个客户端的业务数据;
同时,为了提高线程的使用效率,当一个客户端断开连接之后,该线程可以复用来处理其他线程;
获取一个线程负责多个客户端,进行轮询处理,这样就复杂些了;我们在其他文章中再讨论;
本文,我们使用最简单的方式,一个线程处理一个客户端数据,线程不复用;先把整个BIO的模型实现出来;
需求如下:基于BIO实现一个简单的服务端接收客户端的数据的网络模型;这个也是聊天室的基础;
服务端:可以接收多个客户端连接,通过字节流接收客户端发送的消息;服务端只接收,不发送
客户端:接收控制台输入的数据,然后通过字节流发送给服务端
服务端代码如下:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 基于BIO的TCP网络通信的服务端,可以接收多个客户端连接,通过字节流接收客户端发送的消息;
* 服务端只接收,不发送
* 一个客户端需要使用一个线程
* todo:线程资源复用
*
* @author freddy
*/
class ChatServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 开启server 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
while (true) {
Socket client = serverSocket.accept(); // 阻塞操作,需要新的线程处理客户端
// 接收Client数据,并转发
new Thread(new ServerThread(client)).start();
}
}
}
/**
* 服务端的线程,一个客户端对应一个
*/
class ServerThread implements Runnable {
Socket socket;
public ServerThread(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
// 获取输入流程,读取用户输入
// 持续接收Client数据,并打印
System.out.println("server had a client" + socket);
try (InputStream inputStream = socket.getInputStream()) {
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
// read操作阻塞,直到有数据可读
while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
System.out.println("serer receive data from " + socket + " : " + new String(buffer, 0, len));
}
} catch (IOException e) {
System.out.println(socket + " disconnect ");
}
}
}
客户端代码如下:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
/**
* 基于BIO的TCP网络通信的客户端,接收控制台输入的数据,然后通过字节流发送给服务端
*
* @author freddy
*/
class ChatClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 连接server
Socket serverSocket = new Socket("localhost", 9999);
System.out.println("client connected to server");
// 读取用户在控制台上的输入,并发送给服务器
InputStream in = System.in;
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
OutputStream outputStream = serverSocket.getOutputStream();
// read操作阻塞,直到有数据可读
while ((len = in.read(buffer)) != -1) {
System.out.println("client receive data from console" + in + " : " + new String(buffer, 0, len));
// 发送数据给服务器端
outputStream.write(new String(buffer, 0, len).getBytes()); // 此时buffer中是有换行符
}
}
}
测试:
先开启服务端;
然后开启两个客户端,在idea中需要打开Run -> Edit Configurations,选择我们的Application, 然后在右侧点击【Modify options】,选择【Allow multiple instances】,即可开启多个相同的Application ;
备注:不同版本的idea,选项位置可能有所不同