BIO是什么？

BIO是Java中的一种I/O模型，全称为Blocking I/O(阻塞 I/O)。在使用阻塞I/O进行数据读写时，线程会阻塞直到数据准备就绪。当线程调用输入操作时，如果没有数据可用，线程将被阻塞，直到有数据可读取。同样地，当线程调用输出操作时，如果输出缓冲区已满，线程将被阻塞，直到有足够的空间来写入数据。

BIO适用于一些简单的应用场景，特别是在如下的一些场景中。

• 并发量低：当一个程序需要的处理链接数较小，并且每个连接处理时间较短的情况下，BIO的方案相对来说比较简单可靠。
• 服务端应用相对简单：对于一些比较小的服务端应用，使用BIO可以保证程序有足够的性能来支持访问。
• 可移植：在一些开发环境中，对于一些高级的IO不支持的情况下，操作相对简单，可以使用BIO来支持，保证平台的移植性。

Java中如何实现BIO？

以下是一个简单的Java代码示例，实现了基于阻塞 I/O(Blocking I/O)的网络编程，使用 BIO(Blocking I/O)模式建立一个简单的服务器和客户端通信。在这个示例中，服务器将接收来自客户端的消息并将其打印出来。

服务器端代码

public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        final int PORT = 8080;

        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT)) {
            System.out.println("Server is running and listening on port " + PORT);

            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept(); // 阻塞等待客户端连接
                System.out.println("Client connected: " + clientSocket);

                // 从客户端读取数据
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
                String message = reader.readLine();
                System.out.println("Message from client: " + message);

                // 向客户端发送响应
                PrintWriter writer = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
                writer.println("Server received your message: " + message);

                // 关闭连接
                clientSocket.close();
                System.out.println("Client disconnected: " + clientSocket);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        final String SERVER_ADDRESS = "localhost";
        final int SERVER_PORT = 8080;

        try (Socket socket = new Socket(SERVER_ADDRESS, SERVER_PORT);
             PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
             BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
             BufferedReader consoleReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {

            System.out.println("Connected to server.");

            // 从控制台读取输入
            System.out.print("Enter message to send to server: ");
            String message = consoleReader.readLine();

            // 发送消息给服务器
            writer.println(message);

            // 从服务器接收响应
            String response = reader.readLine();
            System.out.println("Response from server: " + response);

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这个示例中，服务器会一直监听指定的端口(8080)，并在有新的客户端连接时接受消息，然后将收到的消息发送回客户端。客户端会连接到服务器，并向服务器发送一条消息，然后接收服务器的响应。

总结

在BIO模型中，每个I/O操作(读取或写入)都会导致线程阻塞，直到操作完成。这意味着，如果有大量的连接或者需要处理大量的并发I/O操作，就需要使用大量的线程来管理这些连接，这样会导致系统资源的浪费和性能下降。

尽管阻塞I/O简单易用，但在高并发的情况下效率较低，因为它会导致大量的线程阻塞等待I/O操作完成。因此，对于需要处理大量并发连接的场景，通常会选择非阻塞I/O模型，如 NIO（New I/O）或 AIO（Asynchronous I/O）来提高系统的性能和吞吐量。