Q：什么是BIO？

同步阻塞式IO，服务端创建一个ServerSocket，然后客户端用一个Socket去连接那个ServerSocket，然后ServerSocket接收到一个Socket的连接请求就创建一个Socket和一个线程去跟那个Socket进行通信。

public class BioServer { public static void main(String[] args) {

// 服务端开启一个端口进行监听 int port = 8080; ServerSocket serverSocket = null;

//服务端 Socket socket;

//客户端 InputStream in = null; OutputStream out = null; try { serverSocket = ew ServerSocket(port);

//通过构造函数创建ServerSocket，指定监听端口，如果端口合法且空闲，服务器就会监听成功 // 通过无限循环监听客户端连接，如果没有客户端接入，则会阻塞在accept操作 while (true) { System.out.println("Waiting for a new Socket to establish" + " ," + new Date().toString()); socket = serverSocket.accept();//阻塞 三次握手 in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = ew byte[1024]; int length = 0; while ((length = in.read(buffer)) > 0)

{//阻塞 System.out.println("input is:" + new String(buffer, 0, length) + " ," + new Date().toString()); out = socket.getOutputStream(); out.write("success".getBytes()); System.out.println("Server end" + " ," + new Date().toString()); } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { // 必要的清理活动 if (serverSocket ！= null) { try { serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (in ！= null) { try { in.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (out ！= null) { try { out.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } }}

Q：什么是NIO？

同步非阻塞

包括Selector，这是多路复用器，selector会不断轮询注册的channel，如果某个channel上发生了读写事件，selector就会将这些channel获取出来，我们通过SelectionKey获取有读写事件的channel，就可以进行IO操作。一个Selector就通过一个线程，就可以轮询成千上万的channel，这就意味着你的服务端可以接入成千上万的客户端。

public class NioDemo implements Runnable { public int id = 100001; public int bufferSize = 2048; @Override public void run() { init(); } public void init()

{ try {

// 创建通道和选择器 ServerSocketChannel socketChannel = ServerSocketChannel.open(); Selector selector = Selector.open(); InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress( InetAddress.getLocalHost(), 4700); socketChannel.socket().bind(inetSocketAddress);

// 设置通道非阻塞 绑定选择器 socketChannel.configureBlocking(false); socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT).attach( id++); System.out.println("Server started .... port:4700"); listener(selector); } catch (Exception e) { } }

public void listener(Selector in_selector) { try { while (true) { Thread.sleep(1 * 1000); in_selector.select(); // 阻塞 直到有就绪事件为止 Set<SelectionKey> readySelectionKey = in_selector .selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> it = readySelectionKey.iterator(); while (it.hasNext()) { SelectionKey selectionKey = it.next(); // 判断是哪个事件 if (selectionKey.isAcceptable()) {

// 客户请求连接 System.out.println(selectionKey.attachment() + " - 接受请求事件");

// 获取通道 接受连接, // 设置非阻塞模式(必须)，同时需要注册 读写数据的事件，这样有消息触发时才能捕获 ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) selectionKey .channel(); serverSocketChannel .accept() .configureBlocking(false) .register( in_selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE).attach(id++); System.out .println(selectionKey.attachment() + " - 已连接"); // 下面这种写法是有问题的 不应该在serverSocketChannel上面注册 /* * serverSocketChannel.configureBlocking(false); * serverSocketChannel.register(in_selector, * SelectionKey.OP_READ); * serverSocketChannel.register(in_selector, * SelectionKey.OP_WRITE); */ } if (selectionKey.isReadable()) {// 读数据 System.out.println(selectionKey.attachment() + " - 读数据事件"); SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); ByteBuffer receiveBuf = ByteBuffer.allocate(bufferSize); clientChannel.read(receiveBuf); System.out.println(selectionKey.attachment() + " - 读取数据：" + getString(receiveBuf)); } if (selectionKey.isWritable()) {// 写数据 System.out.println(selectionKey.attachment() + " - 写数据事件"); SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); ByteBuffer sendBuf = ByteBuffer.allocate(bufferSize); String sendText = "hello\n"; sendBuf.put(sendText.getBytes()); sendBuf.flip(); //写完数据后调用此方法 clientChannel.write(sendBuf); } if (selectionKey.isConnectable()) { System.out.println(selectionKey.attachment() + " - 连接事件"); } // 必须removed 否则会继续存在，下一次循环还会进来, // 注意removed 的位置，针对一个.next() remove一次 it.remove(); } } } catch (Exception e) { System.out.println("Error - " + e.getMessage()); e.printStackTrace(); } } /** * ByteBuffer 转换 String * * @param buffer * @return */ public static String getString(ByteBuffer buffer) { String string = ""; try { for (int i = 0; i < buffer.position(); i++) { string += (char) buffer.get(i); } return string; } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); return ""; } }}

Q：什么是AIO？

异步非阻塞

每个连接发送过来的请求，都会绑定一个buffer，然后通知操作系统去异步完成读，此时你的程序是会去干别的事儿的，等操作系统完成数据读取之后，就会回调你的接口，给你操作系统异步读完的数据。

public class AIOServer { public final static int PORT = 9888; private AsynchronousServerSocketChannel server; public AIOServer() throws IOException { server = AsynchronousServerSocketChannel.open().bind( new InetSocketAddress(PORT)); } public void startWithFuture() throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException { while (true) {// 循环接收客户端请求 Future<AsynchronousSocketChannel> future = server.accept(); AsynchronousSocketChannel socket = future.get();// get() 是为了确保 accept 到一个连接 handleWithFuture(socket); } } public void handleWithFuture(AsynchronousSocketChannel channel) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException { ByteBuffer readBuf = ByteBuffer.allocate(2); readBuf.clear(); while (true) {// 一次可能读不完 //get 是为了确保 read 完成，超时时间可以有效避免DOS攻击，如果客户端一直不发送数据，则进行超时处理 Integer integer = channel.read(readBuf).get(10, TimeUnit.SECONDS); System.out.println("read: " + integer); if (integer == -1) { break; } readBuf.flip(); System.out.println("received: " + Charset.forName("UTF-8").decode(readBuf)); readBuf.clear(); } } public void startWithCompletionHandler() throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException { server.accept(null, ew CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object>() { public void completed(AsynchronousSocketChannel result, Object attachment) { server.accept(null, this);// 再此接收客户端连接 handleWithCompletionHandler(result); } @Override public void failed(Throwable exc, Object attachment) { exc.printStackTrace(); } }); } public void handleWithCompletionHandler(final AsynchronousSocketChannel channel) { try { final ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4); final long timeout = 10L; channel.read(buffer, timeout, TimeUnit.SECONDS, null, new CompletionHandler<Integer, Object>() { @Override public void completed(Integer result, Object attachment) { System.out.println("read:" + result); if (result == -1) { try { channel.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return; } buffer.flip(); System.out.println("received message:" + Charset.forName("UTF-8").decode(buffer)); buffer.clear(); channel.read(buffer, timeout, TimeUnit.SECONDS, null, this); } @Override public void failed(Throwable exc, Object attachment) { exc.printStackTrace(); } }); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String args[]) throws Exception {// new AIOServer().startWithFuture(); new AIOServer().startWithCompletionHandler(); Thread.sleep(100000); }}

Q：什么是epoll？

把一个磁盘文件映射到内存里来，然后把映射到内存里来的数据通过socket发送出去 。

有一种mmap技术，也就是内存映射，直接将磁盘文件数据映射到内核缓冲区，这个映射的过程是基于DMA引擎拷贝的，同时用户缓冲区是跟内核缓冲区共享一块映射数据的，建立共享映射之后，就不需要从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区了。

光是这一点，就可以避免一次拷贝，但是这个过程中还是会用户态切换到内核态去进行映射拷贝，接着再次从内核态切换到用户态， 建立用户缓冲区和内核缓冲区的映射 ，

接着把数据通过Socket发送出去，还是要再次切换到内核态 ，

接着直接把内核缓冲区里的数据拷贝到Socket缓冲区里去，然后再拷贝到网络协议引擎里，发送出去就可以了，最后切换回用户态 。

减少一次拷贝，但是并不减少切换次数，一共是4次切换，3次拷贝

Q：什么是零拷贝技术？

linux提供了sendfile，也就是零拷贝技术

这个零拷贝技术，就是先从用户态切换到内核态，在内核态的状态下，把磁盘上的数据拷贝到内核缓冲区，同时从内核缓冲区拷贝一些 offset和length到Socket缓冲区;接着从内核态切换到用户态，从内核缓冲区直接把数据拷贝到网络协议引擎里去

同时从Socket缓冲区里拷贝一些offset和length到网络协议引擎里去，但是这个offset和length的量很少，几乎可以忽略

只要2次切换，2次拷贝

Q：说一下select，poll，epoll的区别？

select，poll实现需要自己不断轮询所有fd集合，直到设备就绪，期间可能要睡眠和唤醒多次交替。

epoll也需要调用epoll_wait不断轮询就绪链表，期间也可能多次睡眠和唤醒交替，但是它是设备就绪时，调用回调函数，把就绪fd放入就绪链表中，并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程。虽然都要睡眠和交替，但是select和poll在“醒着”的时候要遍历整个fd集合，而epoll在“醒着”的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了，这节省了大量的CPU时间。这就是回调机制带来的性能提升。

select，poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把current往设备等待队列中挂一次，而epoll只要一次拷贝，而且把current往等待队列上挂也只挂一次(在epoll_wait的开始，注意这里的等待队列并不是设备等待队列，只是一个epoll内部定义的等待队列)。这也能节省不少的开销。

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