面试题：Java NIO在网络编程中如何实现非阻塞I/O

在Java NIO网络编程中，使用以下机制和核心类来达成非阻塞I/O操作：

Selector（选择器）：它是Java NIO实现非阻塞I/O的关键。Selector可以检测多个注册的通道上是否有事件发生（如连接就绪、数据可读等），如果有事件发生，便获取事件然后进行相应的处理。这样可以使用一个线程来管理多个通道，从而实现非阻塞I/O。
Channel（通道）：与传统I/O中的流不同，通道是双向的，可以读也可以写，并且支持非阻塞操作。主要的通道类型有SocketChannel（用于TCP连接）、ServerSocketChannel（用于监听TCP连接）、DatagramChannel（用于UDP通信）。
Buffer（缓冲区）：用于和通道进行交互。数据从通道读入缓冲区，从缓冲区写入通道。常见的缓冲区类型有ByteBuffer、CharBuffer等。

示例代码如下：

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 Selector selector;

    public NioServer(int port) throws IOException {
        // 创建ServerSocketChannel并配置为非阻塞模式
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(port));

        // 创建Selector
        selector = Selector.open();
        // 将ServerSocketChannel注册到Selector上，监听连接事件
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        System.out.println("Server started on port " + port);
    }

    public void listen() throws IOException {
        while (true) {
            // 等待事件发生，这里会阻塞直到有事件发生
            int readyChannels = selector.select();
            if (readyChannels == 0) continue;

            Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();

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

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

                keyIterator.remove();
            }
        }
    }

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

在上述代码中：

使用ServerSocketChannel创建服务器端通道，并配置为非阻塞模式。
通过Selector监听ServerSocketChannel的连接事件（OP_ACCEPT）。
当有新连接到来时，接受连接并将新的SocketChannel注册到Selector上监听读事件（OP_READ）。
当有可读事件发生时，从SocketChannel读取数据到ByteBuffer中进行处理。

面试题：Java NIO在网络编程中如何实现非阻塞I/O

知识考点

面试题答案