阿里面试题BIO和NIO数量问题附答案和代码
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2022-06-28 20:54:35
一、问题 BIO 和 NIO 作为 Server 端,当建立了 10 个连接时,分别产生多少个线程? 答案: 因为传统的 IO 也就是 BIO 是同步线程堵塞的,所以每个连接都要分配一个专用线程来处理请求,这样 10 个连接就会创建 10 个线程去处理。而 NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型, ......
一、问题
bio 和 nio 作为 server 端,当建立了 10 个连接时,分别产生多少个线程?
答案: 因为传统的 io 也就是 bio 是同步线程堵塞的,所以每个连接都要分配一个专用线程来处理请求,这样 10 个连接就会创建 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,可以使用一个链接上的不同通道来处理不同的请求,所以即使有 10 个连接,对于 nio 来说,开启 1 个线程就够了。
二、bio 代码实现
publicclassdemoserverextendsthread{ privateserversocket serversocket; publicint getport(){ return serversocket.getlocalport(); } publicvoid run(){ try{ serversocket =newserversocket(0); while(true){ socket socket = serversocket.accept(); requesthandler requesthandler =newrequesthandler(socket); requesthandler.start(); } }catch(ioexception e){ e.printstacktrace(); }finally{ if(serversocket !=null){ try{ serversocket.close(); }catch(ioexception e){ e.printstacktrace(); } } } } publicstaticvoid main(string[] args)throwsioexception{ demoserver server =newdemoserver(); server.start(); try(socket client =newsocket(inetaddress.getlocalhost(), server.getport())){ bufferedreader bufferedreader =newbufferedreader(newinputstreamreader(client.getinputstream())); bufferedreader.lines().foreach(s ->system.out.println(s)); } } } // 简化实现,不做读取,直接发送字符串 classrequesthandlerextendsthread{ privatesocket socket; requesthandler(socket socket){ this.socket = socket; } @override publicvoid run(){ try(printwriter out =newprintwriter(socket.getoutputstream());){ out.println("hello world!"); out.flush(); }catch(exception e){ e.printstacktrace(); } } }
- 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,阻塞等待客户端连接。
- 利用 socket 模拟了一个简单的客户端,只进行连接、读取、打印。
- 当连接建立后,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)
三、nio 代码实现
publicclassnioserverextendsthread{ publicvoid run(){ try(selector selector =selector.open(); serversocketchannel serversocket =serversocketchannel.open();){// 创建 selector 和 channel serversocket.bind(newinetsocketaddress(inetaddress.getlocalhost(),8888)); serversocket.configureblocking(false); // 注册到 selector,并说明关注点 serversocket.register(selector,selectionkey.op_accept); while(true){ selector.select();// 阻塞等待就绪的 channel,这是关键点之一 set<selectionkey> selectedkeys = selector.selectedkeys(); iterator<selectionkey> iter = selectedkeys.iterator(); while(iter.hasnext()){ selectionkey key = iter.next(); // 生产系统中一般会额外进行就绪状态检查 sayhelloworld((serversocketchannel) key.channel()); iter.remove(); } } }catch(ioexception e){ e.printstacktrace(); } } privatevoid sayhelloworld(serversocketchannel server)throwsioexception{ try(socketchannel client = server.accept();){ client.write(charset.defaultcharset().encode("hello world!")); } } // 省略了与前面类似的 main }
- 首先,通过 selector.open() 创建一个 selector,作为类似调度员的角色。
- 然后,创建一个 serversocketchannel,并且向 selector 注册,通过指定 selectionkey.op_accept,告诉调度员,它关注的是新的连接请求。注意:为什么我们要明确配置非阻塞模式呢?这是因为阻塞模式下,注册操作是不允许的,会抛出 illegalblockingmodeexception 异常。
- selector 阻塞在 select 操作,当有 channel 发生接入请求,就会被唤醒。
- 在 sayhelloworld 方法中,通过 socketchannel 和 buffer 进行数据操作,在本例中是发送了一段字符串。
可以看到,在前面两个样例中,io 都是同步阻塞模式,所以需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,通过高效地定位就绪的 channel,来决定做什么,仅仅 select 阶段是阻塞的,可以有效避免大量客户端连接时,频繁线程切换带来的问题,应用的扩展能力有了非常大的提高。下面这张图对这种实现思路进行了形象地说明。
作者: 王磊的博客
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