面试题：Java中BIO为何容易导致线程资源耗尽及基础解决方法

线程资源耗尽原因

每个连接对应一个线程：在BIO编程模型中，服务器每接收到一个客户端连接，就会创建一个新的线程来处理该连接的读写操作。如果同时有大量客户端连接涌入，会创建大量线程，消耗大量系统资源。
线程上下文切换开销：过多线程会导致频繁的线程上下文切换，占用CPU时间，降低系统整体性能，随着线程数不断增加，系统可能因无法承受这种开销而耗尽资源。

避免线程资源耗尽的基础方法

线程池：
- 使用线程池来管理线程，线程池中的线程可以复用。例如Java的ExecutorService和ThreadPoolExecutor。通过设置合理的线程池大小，避免无限制创建线程。比如根据服务器硬件资源，如CPU核心数和内存大小，来设置核心线程数和最大线程数。
- 示例代码：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Server {
    private static final int THREAD_POOL_SIZE = 10;
    private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_POOL_SIZE);

    public void handleClient(Socket socket) {
        executorService.submit(new ClientHandler(socket));
    }
}

使用NIO替代BIO：
- NIO（New I/O）采用多路复用技术，一个线程可以管理多个连接的I/O操作。它基于通道（Channel）和缓冲区（Buffer）进行操作，通过Selector实现对多个通道的监听，大大减少了线程数量。这样可以在处理大量连接时，避免因创建过多线程而导致资源耗尽。
- 示例代码（简单NIO服务器示例）：

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class NIOServer {
    private static final int PORT = 8080;
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel serverSocketChannel;

    public NIOServer() throws IOException {
        selector = Selector.open();
        serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(PORT));
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    }

    public void listen() throws IOException {
        while (true) {
            selector.select();
            Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectedKeys.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = iterator.next();
                if (key.isAcceptable()) {
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
                    SocketChannel client = server.accept();
                    client.configureBlocking(false);
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    client.read(buffer);
                    buffer.flip();
                    // 处理数据
                    buffer.clear();
                }
                iterator.remove();
            }
        }
    }
}

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面试题：Java中BIO为何容易导致线程资源耗尽及基础解决方法

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避免线程资源耗尽的基础方法