Java 网络编程之TCP(一)：基于BIO-编程知识

Java 网络编程之TCP(一)：基于BIO

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

BIO中的阻塞体现在：

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;}@Overridepublic 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serverSocket 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