阿里面试题BIO和NIO数量问题附答案和代码

1、问题

BIO 和 NIO 做为 Server 端，当创建了 10 个链接时，分别产生多少个线程？

答案： 由于传统的 IO 也就是 BIO 是同步线程堵塞的，因此每一个链接都要分配一个专用线程来处理请求，这样 10 个链接就会建立 10 个线程去处理。而 NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型，它的核心技术是多路复用，可使用一个连接上的不一样通道来处理不一样的请求，因此即便有 10 个链接，对于 NIO 来讲，开启 1 个线程就够了。

2、BIO 代码实现

1. publicclassDemoServerextendsThread{
2. privateServerSocket serverSocket;
3. publicint getPort(){
4. return serverSocket.getLocalPort();
5. }
6. publicvoid run(){
7. try{
8. serverSocket =newServerSocket(0);
9. while(true){
10. Socket socket = serverSocket.accept();
11. RequestHandler requestHandler =newRequestHandler(socket);
12. requestHandler.start();
13. }
14. }catch(IOException e){
15. e.printStackTrace();
16. }finally{
17. if(serverSocket !=null){
18. try{
19. serverSocket.close();
20. }catch(IOException e){
21. e.printStackTrace();
22. }
23. }
24. }
25. }
26. publicstaticvoid main(String[] args)throwsIOException{
27. DemoServer server =newDemoServer();
28. server.start();
29. try(Socket client =newSocket(InetAddress.getLocalHost(), server.getPort())){
30. BufferedReader bufferedReader =newBufferedReader(newInputStreamReader(client.getInputStream()));
31. bufferedReader.lines().forEach(s ->System.out.println(s));
32. }
33. }
34. }
35. // 简化实现，不作读取，直接发送字符串
36. classRequestHandlerextendsThread{
37. privateSocket socket;
38. RequestHandler(Socket socket){
39. this.socket = socket;
40. }
41. @Override
42. publicvoid run(){
43. try(PrintWriter out =newPrintWriter(socket.getOutputStream());){
44. out.println("Hello world!");
45. out.flush();
46. }catch(Exception e){
47. e.printStackTrace();
48. }
49. }
50. }

 

• 服务器端启动 ServerSocket，端口 0 表示自动绑定一个空闲端口。
• 调用 accept 方法，阻塞等待客户端链接。
• 利用 Socket 模拟了一个简单的客户端，只进行链接、读取、打印。
• 当链接创建后，启动一个单独线程负责回复客户端请求。

这样，一个简单的 Socket 服务器就被实现出来了。

 

 

(图片来源于杨晓峰)

3、NIO 代码实现

1. publicclassNIOServerextendsThread{
2. publicvoid run(){
3. try(Selector selector =Selector.open();
4. ServerSocketChannel serverSocket =ServerSocketChannel.open();){// 建立 Selector 和 Channel
5. serverSocket.bind(newInetSocketAddress(InetAddress.getLocalHost(),8888));
6. serverSocket.configureBlocking(false);
7. // 注册到 Selector，并说明关注点
8. serverSocket.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
9. while(true){
10. selector.select();// 阻塞等待就绪的 Channel，这是关键点之一
11. Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
12. Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();
13. while(iter.hasNext()){
14. SelectionKey key = iter.next();
15. // 生产系统中通常会额外进行就绪状态检查
16. sayHelloWorld((ServerSocketChannel) key.channel());
17. iter.remove();
18. }
19. }
20. }catch(IOException e){
21. e.printStackTrace();
22. }
23. }
24. privatevoid sayHelloWorld(ServerSocketChannel server)throwsIOException{
25. try(SocketChannel client = server.accept();){ client.write(Charset.defaultCharset().encode("Hello world!"));
26. }
27. }
28. // 省略了与前面相似的 main
29. }

 

• 首先，经过 Selector.open() 建立一个 Selector，做为相似调度员的角色。
• 而后，建立一个 ServerSocketChannel，而且向 Selector 注册，经过指定 SelectionKey.OP_ACCEPT，告诉调度员，它关注的是新的链接请求。注意：为何咱们要明确配置非阻塞模式呢？这是由于阻塞模式下，注册操做是不容许的，会抛出 IllegalBlockingModeException 异常。
• Selector 阻塞在 select 操做，当有 Channel 发生接入请求，就会被唤醒。
• 在 sayHelloWorld 方法中，经过 SocketChannel 和 Buffer 进行数据操做，在本例中是发送了一段字符串。

能够看到，在前面两个样例中，IO 都是同步阻塞模式，因此须要多线程以实现多任务处理。而 NIO 则是利用了单线程轮询事件的机制，经过高效地定位就绪的 Channel，来决定作什么，仅仅 select 阶段是阻塞的，能够有效避免大量客户端链接时，频繁线程切换带来的问题，应用的扩展能力有了很是大的提升。下面这张图对这种实现思路进行了形象地说明。

 

 

做者： 王磊的博客

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