Java BIO面试题及代码示例
1. 什么是BIO（Blocking I/O）？
BIO，即阻塞式I/O，是指在Java中进行输入输出操作时，若数据未到达或未准备好，则当前线程会阻塞，直到数据准备就绪。
2. BIO的工作模式是什么？
BIO的工作模式是一对一的请求-响应模式，即每个客户端连接都需要一个单独的线程来处理。
3. 如何在Java中创建BIO服务器？
使用ServerSocket类创建服务器端的Socket，并监听客户端的连接请求。
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(portNumber);
Socket clientSocket = serverSocket.accept(); // 阻塞，直到一个连接建立
4. 如何在Java中创建BIO客户端？
使用Socket类创建客户端Socket，并连接到服务器。
Socket socket = new Socket(host, port);
5. BIO中如何读取数据？
通过InputStream读取数据，如果数据未到达，则调用read()方法的线程将被阻塞。
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead = inputStream.read(buffer); // 阻塞，直到有数据可读
6. BIO中如何写入数据？
通过OutputStream写入数据。
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello Server".getBytes());
7. BIO的线程模型是什么？
BIO通常采用一请求一响应的线程模型，每个连接都由一个独立的线程处理。
8. BIO适用于什么场景？
BIO适用于连接数较少的场合，如小型应用或传统的桌面应用。
9. BIO中如何处理多个客户端连接？
为每个客户端连接创建一个新的线程，或者使用线程池管理多个线程。
10. BIO的`accept`方法是如何工作的？
accept方法在服务器端用于接受客户端的连接请求，如果无连接请求，则调用accept的线程将被阻塞。
11. BIO中如何关闭连接？
通过调用Socket的close方法关闭连接。
socket.close();
12. BIO中如何处理I/O异常？
捕获并处理IOException。
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
13. BIO中如何设置Socket选项？
使用setSoTimeout、setTcpNoDelay等方法设置Socket选项。
socket.setSoTimeout(1000); // 设置读取超时时间为1000毫秒
14. BIO中如何获取Socket的输入流和输出流？
通过getInputStream和getOutputStream方法获取。
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
15. BIO中如何监听多个端口？
创建多个ServerSocket实例，每个实例监听不同的端口。
16. BIO中如何实现简单的回显服务器？
创建ServerSocket监听端口，接受客户端连接，并在独立的线程中读取客户端发送的数据，然后将数据发送回客户端。
while (true) {
Socket clientSocket = serverSocket.accept();
new Thread(new EchoClientHandler(clientSocket)).start();
}
17. BIO中如何优化性能？
由于BIO是阻塞式的，性能优化通常涉及减少I/O操作的阻塞时间，或者使用线程池减少线程创建和销毁的开销。
18. BIO中如何安全地关闭Socket？
在关闭Socket之前，应该先关闭输入流和输出流。
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();
19. BIO中如何处理半关闭状态？
当TCP连接的一方向另一方发送了FIN包，表示不再发送数据，但仍然可以接收数据，这时连接处于半关闭状态。
20. BIO中如何设置Socket的发送和接收缓冲区大小？
使用setSendBufferSize和setReceiveBufferSize方法设置。
socket.setSendBufferSize(1024);
socket.setReceiveBufferSize(1024);
21. BIO中如何检测Socket是否已经关闭？
检查isClosed方法的返回值。
boolean isClosed = socket.isClosed();
22. BIO中如何设置Socket的超时时间？
使用setSoTimeout方法设置。
socket.setSoTimeout(5000); // 设置读取超时时间为5000毫秒
23. BIO中如何实现客户端的连接超时？
捕获SocketTimeoutException异常。
try {
socket.connect(new InetSocketAddress(host, port), timeout);
} catch (SocketTimeoutException e) {
System.err.println("Connection timed out");
}
24. BIO中如何设置Socket的KeepAlive选项？
使用setKeepAlive方法设置。
socket.setKeepAlive(true);
25. BIO中如何设置Socket的ReuseAddress选项？
使用setReuseAddress方法设置。
serverSocket.setReuseAddress(true);
26. BIO中如何设置Socket的linger选项？
使用setSoLinger方法设置。
socket.setSoLinger(true, 0);
27. BIO中如何设置Socket的流量类？
使用setTrafficClass方法设置。
socket.setTrafficClass(0x04); // 设置为TCP拥塞控制
28. BIO中如何使用多路复用？
Java中的java.net.ServerSocket不支持多路复用，但可以通过外部库或JNI调用本地代码实现。
29. BIO中如何提高服务器的并发处理能力？
可以通过多线程或线程池来提高并发处理能力，每个线程处理一个客户端连接。
30. BIO中如何避免客户端连接的并发问题？
确保客户端的连接请求在一个线程内顺序处理，避免并发修改共享资源。