Java NIO面试题
1. 什么是Java NIO？
Java NIO（New Input/Output）是从Java 1.4版本开始引入的一个新的IO API，它提供了非阻塞IO操作，使一个线程可以处理多个输入/输出通道。
2. NIO的主要组件有哪些？
NIO的主要组件包括：
- Channels（通道）：类似于流，但可以异步读写数据。
- Buffers（缓冲区）：数据容器，与通道进行交互。
- Selectors（选择器）：允许单个线程管理多个通道。
3. NIO与BIO有什么区别？
NIO是非阻塞的，支持多路复用，而BIO是阻塞的，通常一个连接需要一个线程。
// BIO
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
Socket socket = serverSocket.accept();
// NIO
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
serverChannel.configureBlocking(false);
4. 如何在NIO中创建服务器？
使用ServerSocketChannel创建服务器，并绑定到端口。
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
5. 如何在NIO中创建客户端？
使用SocketChannel创建客户端，并连接到服务器。
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
socketChannel.connect(new InetSocketAddress(host, port));
6. NIO中的缓冲区（Buffer）有什么特点？
缓冲区是数据容器，与NIO通道进行交互，支持自动扩容。
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
7. NIO中如何选择器（Selector）如何工作？
选择器用于监听多个通道的事件（如连接打开、数据到达），并根据事件类型进行处理。
Selector selector = Selector.open();
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
8. NIO中如何读取数据？
通过通道（Channel）读取到缓冲区（Buffer）。
while (socketChannel.isOpen()) {
buffer.clear();
int bytesRead = socketChannel.read(buffer);
if (bytesRead == -1) break;
buffer.flip();
while (buffer.hasRemaining()) {
// 处理数据
}
}
9. NIO中如何写入数据？
通过通道（Channel）从缓冲区（Buffer）写入。
buffer.put("Hello".getBytes());
buffer.flip();
while (buffer.hasRemaining()) {
socketChannel.write(buffer);
}
10. NIO中的非阻塞模式如何设置？
通过通道（Channel）的configureBlocking方法设置。
socketChannel.configureBlocking(false);
11. NIO中的通道（Channel）有哪些类型？
通道类型包括FileChannel、SocketChannel、ServerSocketChannel、DatagramChannel等。
12. NIO中的缓冲区（Buffer）有哪些类型？
缓冲区类型包括ByteBuffer、CharBuffer、ShortBuffer、IntBuffer、LongBuffer、FloatBuffer、DoubleBuffer。
13. NIO中的零拷贝（Zero-Copy）技术有什么优势？
零拷贝可以减少数据拷贝的开销，提高文件传输效率。
14. NIO中如何使用FileChannel进行文件操作？
FileChannel可以用于文件的读写操作。
FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("file.txt"), StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
while (fileChannel.read(buffer) != -1) {
buffer.flip();
// 处理数据
buffer.clear();
}
fileChannel.close();
15. NIO中如何监听多个客户端连接？
使用选择器（Selector）监听多个客户端连接。
Selector selector = Selector.open();
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true) {
selector.select(); // 阻塞，直到有事件就绪
Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = selectedKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key = iterator.next();
if (key.isAcceptable()) {
// 处理新的连接
}
iterator.remove();
}
}
16. NIO中如何提高文件传输效率？
使用FileChannel的transferTo和transferFrom方法进行文件传输。
FileChannel sourceChannel = FileChannel.open(Paths.get("source.txt"), StandardOpenOption.READ);
FileChannel targetChannel = FileChannel.open(Paths.get("target.txt"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
sourceChannel.transferTo(0, sourceChannel.size(), targetChannel);
sourceChannel.close();
targetChannel.close();
17. NIO中如何实现非阻塞的服务器？
使用非阻塞模式的ServerSocketChannel和选择器（Selector）。
18. NIO中如何实现异步文件I/O？
使用AsynchronousFileChannel实现异步文件I/O。
19. NIO中如何使用内存映射文件？
使用FileChannel的map方法将文件映射到内存。
FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("file.txt"), StandardOpenOption.READ);
MappedByteBuffer buffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, fileChannel.size());
fileChannel.close();
20. NIO中如何使用scatter/gather读？
使用scatter读可以将数据分散到多个缓冲区中。
ByteBuffer headerBuffer = ByteBuffer.allocate(256);
ByteBuffer bodyBuffer = ByteBuffer.allocate(1024 * 1024);
ByteBuffer[] buffers = {headerBuffer, bodyBuffer};
socketChannel.read(buffers);
21. NIO中如何使用scatter/gather写？
使用gather写可以将多个缓冲区的数据写入同一个通道。
22. NIO中如何设置通道为非阻塞模式？
通过调用通道的configureBlocking方法。
channel.configureBlocking(false);
23. NIO中如何关闭通道？
通过调用通道的close方法。
channel.close();
24. NIO中如何选择器（Selector）的select方法如何工作？
select方法会阻塞，直到至少有一个注册的事件就绪。
25. NIO中如何注册通道到选择器？
通过调用通道的register方法。
channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
26. NIO中如何从选择器中注销键？
通过调用选择键的cancel方法。
selectionKey.cancel();
27. NIO中如何处理通道之间的数据传输？
使用Channels类的newChannel方法和transferTo方法。
28. NIO中如何使用非阻塞模式进行网络编程？
使用非阻塞模式的SocketChannel和ServerSocketChannel。
29. NIO中如何使用缓冲区的.flip()方法？
flip方法用于在读写模式之间切换缓冲区。
30. NIO中如何使用缓冲区的.rewind()方法？
rewind方法用于重置缓冲区的位置和标记，使其回到初始状态。