面试题：网络编程中Netty异步非阻塞IO模型原理相关问题

Question

在Netty的异步非阻塞IO模型中，NIO的Selector是如何实现多路复用的？请简述其工作机制。

Answer 1

Selector多路复用实现及工作机制简述

1. Selector实现多路复用原理
   • Selector是Java NIO中的核心组件，它能够同时监控多个通道（Channel）的I/O事件。通过将多个Channel注册到一个Selector上，Selector可以使用单个线程来处理多个Channel的I/O操作，从而实现多路复用。这避免了为每个Channel创建一个单独的线程，大大减少了线程资源的开销。
2. 工作机制
   • 注册阶段：
     • 首先，将Channel配置为非阻塞模式。例如SocketChannel可以通过channel.configureBlocking(false)方法设置为非阻塞。
     • 然后，将Channel注册到Selector上，并指定要监听的事件类型，如SelectionKey.OP_READ（读事件）、SelectionKey.OP_WRITE（写事件）等。注册过程通过channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ)这样的代码实现，注册后会返回一个SelectionKey对象，该对象包含了Channel与Selector的关联信息以及所关注的事件。
   • 轮询阶段：
     • Selector通过调用select()方法来轮询注册在其上的Channel。select()方法会阻塞当前线程，直到至少有一个注册的Channel上有感兴趣的事件发生，或者经过指定的超时时间（如果调用了select(long timeout)方法）。
     • 当有事件发生时，select()方法返回的int值表示发生事件的Channel数量。此时可以通过selector.selectedKeys()获取发生事件的SelectionKey集合。
   • 处理阶段：
     • 遍历selectedKeys()返回的集合，对每个SelectionKey进行处理。通过SelectionKey可以获取对应的Channel，然后根据SelectionKey中记录的事件类型进行相应的I/O操作。例如，如果是读事件，可以从Channel中读取数据；如果是写事件，可以向Channel中写入数据。处理完成后，需要从selectedKeys集合中移除当前处理的SelectionKey，防止重复处理。