Java實現Client/Server模型機制分析

1、引言

      網絡編程的基本模型是Client/Server模型，也就是兩個進程之間進行相互通訊，其中服務端提供位置信息（綁定的IP地址和監聽端口），客戶端經過鏈接操做向服務端監聽的地址發起鏈接請求，經過三次握手創建鏈接，若是鏈接創建成功，雙方就能夠經過網絡套接字（Socket）進行通訊。Client/Server模式有不少種，本文將逐一分析這些模式的優缺點，並提供Java版本的實現。

2、BIO(同步阻塞式)

      傳統的同步阻塞模型中，ServerSocket負責綁定IP地址，啓動監聽端口；Socket負責發起鏈接操做。鏈接成功以後，雙方經過輸入輸出流進行同步阻塞式通訊。

      採用BIO通訊模型的服務端，一般由一個獨立的Acceptor線程負責監聽客戶端的鏈接，它接收到客戶端的鏈接請求以後爲每一個客戶端建立一個新的線程進行鏈路處理，處理完成以後，經過輸出流返回應答給客戶端，線程銷燬。這就是典型的一請求一應答通訊模型。

        該模型最大的問題就是缺少彈性伸縮能力，當客戶端併發訪問量增長以後，服務端的線程個數和客戶端併發訪問數呈1：1的正比關係，因爲線程是Java虛擬機很是寶貴的系統資源，當線程數膨脹以後，系統的性能將急劇降低，隨着併發訪問量的繼續增大，系統會發生線程堆棧溢出、建立新線程失敗等問題，並最終致使進程宕機或者僵死，不能對外提供服務。下面是Java實現代碼：

package com.jason.bio;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {

    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        PrintWriter out = null;
        BufferedReader in = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            while (true) {
                socket = serverSocket.accept();
                in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                String line = in.readLine();
                System.out.println(line);
                out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                out.println("receive your message !");
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        } finally {
            try {
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
                in = null;
                if (out != null) {
                    out.close();
                }
                out = null;
                if (socket != null) {
                    socket.close();
                }
                socket = null;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

package com.jason.bio;

import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        PrintWriter out = null;
        BufferedReader in = null;
        try {
            socket = new Socket("127.0.0.1", 9999);
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            out.println("Hello!");
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line = in.readLine();
            System.out.println(line);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        } finally {
            try {
                if (out != null) {
                    out.close();
                    out = null;
                }
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
                in = null;
                if (socket!=null) {
                    socket.close();
                }
                socket = null;
            } catch (IOException e) {
                System.out.println(e);
            }
        }
    }
}

3、AIO（僞異步）

4、NIO