面试题：Java非阻塞流中的Selector原理及应用

Java NIO中Selector在非阻塞流机制里的工作原理

多路复用概念：Selector是Java NIO中的多路复用器，它允许一个线程管理多个通道（Channel）。在传统的阻塞I/O模型中，一个线程处理一个连接，而Selector使得一个线程可以同时监控多个通道的I/O事件，如连接建立、数据可读、数据可写等。
注册机制：首先，通道（如ServerSocketChannel或SocketChannel）需要设置为非阻塞模式，并将其注册到Selector上，同时指定感兴趣的事件（SelectionKey）。例如，ServerSocketChannel通常对OP_ACCEPT事件感兴趣，而SocketChannel可能对OP_READ和OP_WRITE事件感兴趣。
事件轮询：Selector通过select()方法进行阻塞等待，直到注册在其上的通道有感兴趣的事件发生。select()方法返回发生事件的通道数量。当有事件发生时，Selector会遍历所有注册的通道，检查哪些通道有事件触发。
获取事件及处理：通过selectedKeys()方法可以获取发生事件的SelectionKey集合。然后，程序可以遍历这个集合，根据SelectionKey判断具体发生的事件类型，并进行相应的处理。例如，对于OP_ACCEPT事件，可接受新的客户端连接；对于OP_READ事件，可从通道读取数据。

使用Selector管理多个客户端连接的关键代码结构及简要说明

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class NonBlockingServer {
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public NonBlockingServer(int port) throws IOException {
        // 创建Selector
        selector = Selector.open();
        // 创建ServerSocketChannel并设置为非阻塞模式
        serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        // 绑定端口
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
        // 将ServerSocketChannel注册到Selector上，监听OP_ACCEPT事件
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    }

    public void start() throws IOException {
        System.out.println("Server started on port 8080");
        while (true) {
            // 阻塞等待事件发生
            int readyChannels = selector.select();
            if (readyChannels == 0) continue;

            // 获取发生事件的SelectionKey集合
            Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();

            while (keyIterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = keyIterator.next();

                if (key.isAcceptable()) {
                    // 处理新连接
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
                    SocketChannel client = server.accept();
                    client.configureBlocking(false);
                    // 将新连接的SocketChannel注册到Selector上，监听OP_READ事件
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    // 处理读事件
                    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    int bytesRead = client.read(buffer);
                    if (bytesRead > 0) {
                        buffer.flip();
                        byte[] data = new byte[buffer.remaining()];
                        buffer.get(data);
                        System.out.println("Received: " + new String(data));
                    }
                }

                // 移除已处理的SelectionKey
                keyIterator.remove();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            NonBlockingServer server = new NonBlockingServer(8080);
            server.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

初始化部分：
- 创建Selector实例。
- 创建ServerSocketChannel并设置为非阻塞模式，绑定到指定端口。
- 将ServerSocketChannel注册到Selector上，监听OP_ACCEPT事件，表明服务器准备接受新的客户端连接。
事件循环部分：
- 使用selector.select()方法阻塞等待事件发生。
- 获取发生事件的SelectionKey集合，并遍历处理。
- 对于OP_ACCEPT事件，接受新的客户端连接，并将新连接的SocketChannel设置为非阻塞模式，然后注册到Selector上监听OP_READ事件。
- 对于OP_READ事件，从SocketChannel读取数据并处理。
- 处理完每个SelectionKey后，从selectedKeys集合中移除，防止重复处理。
主函数部分：
- 创建NonBlockingServer实例并启动服务器，服务器将持续运行，处理多个客户端连接的I/O事件，从而提高系统的并发处理能力。

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Java NIO中Selector在非阻塞流机制里的工作原理

使用Selector管理多个客户端连接的关键代码结构及简要说明