Java BIO模型

前面我们简单介绍了网络之间是service和client是如何建立通信的，这次我们来看下两方是如何交换数据的。
使用的service和client代码和前一章一样。

启动service

首先我们先来看下基础的网络BIO模型是如何运作的，为了讲解清楚过程，我们还是以实际运行结果展示。

我们这次在service运行时，追踪一下service进程的系统调用情况：

我们通过命"strace -ff -o out java Service "令，将"java Service"命令的系统调用执行情况输出到out文件夹。
现在我们已经将Serice启动了，绑定的端口号是9092。

此时我们来观察下网络情况：

我们可以看到此时针对9092端口，已经有了一个线程在进行Listen，只是还没有客户端连接进来。

我们再来看下文件描述符的使用情况：lsof -p 1982

当前service端1982线程下分配了一个描述符17来进行端口9092的监听。

现在我们再来看下文件情况：

前面我们有讲，我们会将每个线程的系统调用追踪情况打印到以out开头的文件中，现在发现多出了很多out文件，这说明当我们在启动service之后，实际上是创建了很多的线程在一同执行。

下面我们进入主线程9184看下系统调用情况，通过vim查找日志，我们发现有一个write的系统调用：

通过这几个write我们便可以在控制台里面看到我们输出的那两行信息，同时线程通过System.in.read()调用系统read()方法阻塞在这边(read的FD就是0，标准输入)，等待输入。

我们前面有查看进程1982有分配一个FD(17)用于监听9092端口，这是怎么实现的呢？我们继续查看系统调用：

通过这几行日志，我们便可以很清晰的看到，当我们代码中new ServerSocket(9092)之后，在OS层面，是帮我们创建了一个socket，分配了描述符17，同时将17与9092进行绑定，最后再进行监听。

启动client

再下面我们让service开始接收客户端的连接，并通过命令“nc 127.0.0.1 9092"与service建立一个连接，我们看下service端的情况：

然后我们来看下线程1982的文件描述：

我们可以看到，针对线程1982，OS已经分配了描述符FD(18)，关联的端口号是9092，对应的client的IP是localhost，端口号是55342，状态是已经建立连接，可以传输数据。

那当我们启动nc建立连接之后，发生了什么事情呢？我们一起来看下系统调用的追踪情况：

我们可以看到在poll中遍历到 FD=17的描述符后，accept了 一个ip是127.0.0.1，端口号是55342的连接，同时分配了描述符FD(18)，后面再是系统调用write(1)，打印"service accept client request …"，对应的servie代码如下：

其中关于poll相关的知识点，我们会在后续的NIO中进行讲解。
如此我们便了解了socket.accept()在OS层面执行了哪些步骤，同时也印证了我们上一章节见过的socket的四元组概念。

业务处理

我们再看一下上面贴的代码，当我们accept了一个client之后，创建了一个线程来读取数据。具体在OS层是怎么实现的呢？我们还是来追踪系统调用情况：

我们可以看到有触发一次clone的系统的调用，从当前主线程中clone出一个子线程，flags中规定了子线程持有父线程的FD，在同一个内存空间等信息，同时对clone出的子线程指定线程唯一编号2387。

当代码的new Thread().start()之后，子线程便开始运行了，现在我们来看下目录文件：

此时我们可以看到os已经创建好并运行了编号为2387的线程，strace追踪线程也已经将2387线程的系统调用情况记录进文件了。

我们来看下2387线程的系统调用做了啥，还是一样的，我们进入out.2387文件一探究竟：

一目了然，我们可以看到2387线程，阻塞在这边，一直在等待从FD(18)中读取数据。还记得FD(18)是什么吗？没错，就是前面介绍的service在accept到client之后分配的描述符FD(18)。

网络IO模型

我们现在来梳理一下Service的过程：

1. 主线程启动，调用OS的Socket，创建出一个Socket，绑定9092端口，分配FD(17)进行监听
2. 创建出socket之后，执行accept来接收客户端的连接
3. 客户端接入之后，OS得到完整的四元组socket信息，分配FD(18)进行数据传输
4. 主线程clone出一个子线程，不停的尝试从FD(18)中读取数据

PS：linux下的追踪命令：strace
Mac os下追踪命令：dtruss，但是显示的信息没有linux全。