One BIO Demo

摘要： 本文將實現一個輸入字元表示式，輸出算術結果的BIO程式。通過該程式能進一步幫助理解什麼是同步阻塞IO。 服務端 BIOServer，啟動服務端，並迴圈監聽客戶端連線，每監聽到一個請求，建立一個新執行緒處理資料。注意serverSocket.accept()方法，在未接收到連線時，會一直...

本文將實現一個輸入字元表示式，輸出算術結果的BIO程式。通過該程式能進一步幫助理解什麼是同步阻塞IO。

服務端

BIOServer，啟動服務端，並迴圈監聽客戶端連線，每監聽到一個請求，建立一個新執行緒處理資料。注意serverSocket.accept()方法，在未接收到連線時，會一直阻塞。

public class BIOServer {
//預設的埠號
private static int DEFAULT_PORT = 7777;

//單例的ServerSocket
private static ServerSocket serverSocket;

//根據傳入引數設定監聽埠，如果沒有引數呼叫以下方法並使用預設值
public static void start() throws IOException {
//使用預設值
start(DEFAULT_PORT);
}
public synchronized static void start(int port) throws IOException {
if (serverSocket != null) return;

try {
//通過建構函式建立ServerSocket
//如果埠合法且空閒，服務端就監聽成功
serverSocket = new ServerSocket(port);
System.out.println("服務端已啟動，埠號:" + port);

//通過無線迴圈監聽客戶端連線
//如果沒有客戶端接入，將阻塞在accept操作上。
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
new Thread(new ServerHandler(socket)).start();
}
} finally {
//一些必要的清理工作
if (serverSocket != null) {
System.out.println("服務端已關閉。");
serverSocket.close();
serverSocket = null;
}
}
}
}

ServerHandler，執行緒處理資料流程。從輸入流讀資料，寫資料到輸出流。

public class ServerHandler implements Runnable {

private Socket socket;

public ServerHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
BufferedReader in = null;
PrintWriter out = null;
try {
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
String expression;
int result;
while (true) {
//通過BufferedReader讀取一行
//如果已經讀到輸入流尾部，返回null,退出迴圈
//如果得到非空值，就嘗試計算結果並返回
if ((expression = in.readLine()) == null) break;
System.out.println(("服務端收到資訊：" + expression));

result = Calculator.cal(expression);
out.println(result);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.out.println((e.getLocalizedMessage()));
} finally {
//一些必要的清理工作
if (in != null) {
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
in = null;
}
if (out != null) {
out.close();
out = null;
}
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
socket = null;
}
}
}
}

Calculator，計算字串的算術結果。注意0的ASCII碼是48。

public class Calculator {
public static int cal(String expression) throws Exception {
char op = expression.charAt(1);
switch (op) {
case '+':
return (expression.charAt(0) - 48) + (expression.charAt(2) - 48);
case '-':
return (expression.charAt(0) - 48) - (expression.charAt(2) - 48);
case '*':
return (expression.charAt(0) - 48) * (expression.charAt(2) - 48);
case '/':
return (expression.charAt(0) - 48) / (expression.charAt(2) - 48);
}
throw new Exception("Calculator error");
}
}

客戶端

Client，和伺服器建立TCP連線，併發送和接收資料。

public class Client {

//預設的埠號
private static int DEFAULT_SERVER_PORT = 7777;

private static String DEFAULT_SERVER_IP = "127.0.0.1";

public static void send(String expression) {

send(DEFAULT_SERVER_PORT, expression);
}

public static void send(int port, String expression) {
System.out.println(("算術表示式為：" + expression));
Socket socket = null;

BufferedReader in = null;

PrintWriter out = null;
try {
socket = new Socket(DEFAULT_SERVER_IP, port);
in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
out.println(expression);
System.out.println(("結果為：" + in.readLine()));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (in != null) {
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
in = null;
}
if (out != null) {
out.close();
out = null;
}
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
socket = null;
}
}
}
}

測試程式碼

public class Test {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

//執行伺服器
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
BIOServer.start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();

//防止客戶端先於伺服器啟動前執行程式碼
Thread.sleep(100);

final char[] op = {'+', '-', '*', '/'};

final Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
//隨機產生算術表示式
String expression = random.nextInt(10) + "" + op[random.nextInt(4)] +
(random.nextInt(10) + 1);
Client.send(expression);
try {
Thread.sleep(random.nextInt(1000));
}catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
}
}