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传统的阻塞式通信流程

早期的 Java 网络相关的API(java.net包)使用Socket(套接字)进行网络通信，不过只支持阻塞函数使用。

要通过互联网进行通信，至少需要一对套接字：

运行于服务器端的 Server Socket。
运行于客户机端的 Client Socket

Socket 网络通信过程简单来说分为下面 4 步：

建立服务端并且监听客户端请求
客户端请求，服务端和客户端建立连接
两端之间可以传递数据
关闭资源

服务器端：

创建 ServerSocket 对象并且绑定地址（ip）和端口号(port)： server.bind(new InetSocketAddress(host, port))
通过 accept()方法监听客户端请求
连接建立后，通过输入流读取客户端发送的请求信息
通过输出流向客户端发送响应信息
关闭相关资源

public class HelloServer {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloServer.class);

    public void start(int port) {
        //1.创建 ServerSocket 对象并且绑定一个端口
        try (ServerSocket server = new ServerSocket(port);) {
            Socket socket;
            //2.通过 accept()方法监听客户端请求， 这个方法会一直阻塞到有一个连接建立
            while ((socket = server.accept()) != null) {
                logger.info("client connected");
                try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
                     ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream())) {
                   //3.通过输入流读取客户端发送的请求信息
                    Message message = (Message) objectInputStream.readObject();
                    logger.info("server receive message:" + message.getContent());
                    message.setContent("new content");
                    //4.通过输出流向客户端发送响应信息
                    objectOutputStream.writeObject(message);
                    objectOutputStream.flush();
                } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
                    logger.error("occur exception:", e);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            logger.error("occur IOException:", e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloServer helloServer = new HelloServer();
        helloServer.start(6666);
    }
}

客户端：

创建Socket 对象并且连接指定的服务器的地址（ip）和端口号(port)：socket.connect(inetSocketAddress)
连接建立后，通过输出流向服务器端发送请求信息
通过输入流获取服务器响应的信息
关闭相关资源

public class HelloClient {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HelloClient.class);

    public Object send(Message message, String host, int port) {
        //1. 创建Socket对象并且指定服务器的地址和端口号
        try (Socket socket = new Socket(host, port)) {
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            //2.通过输出流向服务器端发送请求信息
            objectOutputStream.writeObject(message);
            //3.通过输入流获取服务器响应的信息
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
            return objectInputStream.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            logger.error("occur exception:", e);
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloClient helloClient = new HelloClient();
        helloClient.send(new Message("content from client"), "127.0.0.1", 6666);
        System.out.println("client receive message:" + message.getContent());
    }
}

发送的消息实体类：

@Data
@AllArgsConstructor
public class Message implements Serializable {

    private String content;
}

很明显，我上面演示的代码片段有一个很严重的问题：只能同时处理一个客户端的连接，如果需要管理多个客户端的话，就需要为我们请求的客户端单独创建一个线程。

对应的 Java 代码可能是下面这样的：

1
2
3

new Thread(() -> {
   // 创建 socket 连接
}).start();

但是，这样会导致一个很严重的问题：==资源浪费==。

我们知道线程是很宝贵的资源，如果我们为每一次连接都用一个线程处理的话，就会导致线程越来越好，最好达到了极限之后，就无法再创建线程处理请求了。处理的不好的话，甚至可能直接就宕机掉了。

很多人就会问了：那有没有改进的方法呢？

线程池虽可以改善，但终究未从根本解决问题
当然有！比较简单并且实际的改进方法就是使用线程池。线程池还可以让线程的创建和回收成本相对较低，并且我们可以指定线程池的可创建线程的最大数量，这样就不会导致线程创建过多，机器资源被不合理消耗。

ThreadFactory threadFactory = Executors.defaultThreadFactory();
ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(10, 100, 1, TimeUnit.MINUTES, new ArrayBlockingQueue<>(100), threadFactory);
threadPool.execute(() -> {
     // 创建 socket 连接
 });

但是，即使你再怎么优化和改变。也改变不了它的底层仍然是同步阻塞的 BIO 模型的事实，因此无法从根本上解决问题。

为了解决上述的问题，Java 1.4 中引入了 NIO ，一种同步非阻塞的 I/O 模型。