面试官：这次咱们就来聊聊 Java 的 NIO 呗？你对 NIO 有多少了解？
候选者：嗯，我对 Java NIO 还是有一定的了解的，NIO 是 JDK 1.4 开始有的，其目的是为了提高速度。NIO 翻译成 no-blocking io 或者 new io 都无所谓啦，反正都说得通
面试官：你先来讲讲 NIO 和传统 IO 有什么区别吧
候选者：传统 IO 是一次一个字节地处理数据，NIO 是以块（缓冲区）的形式处理数据。最主要的是，NIO 可以实现非阻塞，而传统 IO 只能是阻塞的。
候选者：IO 的实际场景是文件 IO 和网络 IO，NIO 在网络 IO 场景下提升就尤其明显了。
候选者：在 Java NIO 有三个核心部分组成。分别是 Buffer（缓冲区）、Channel（管道）以及 Selector（选择器）
候选者：可以简单的理解为：Buffer 是存储数据的地方，Channel 是运输数据的载体，而 Selector 用于检查多个 Channel 的状态变更情况，
候选者：我曾经写过一个 NIO Demo，面试官可以看看。
public class NoBlockServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.获取通道 ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();
// 2.切换成非阻塞模式 server.configureBlocking(false);
// 3. 绑定连接 server.bind(new InetSocketAddress(6666));
// 4. 获取选择器 Selector selector = Selector.open();
// 4.1将通道注册到选择器上，指定接收“监听通道”事件 server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
// 5. 轮训地获取选择器上已“就绪”的事件--->只要select()>0，说明已就绪 while (selector.select() > 0) { // 6. 获取当前选择器所有注册的“选择键”(已就绪的监听事件) Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
// 7. 获取已“就绪”的事件，(不同的事件做不同的事) while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = iterator.next();
// 接收事件就绪 if (selectionKey.isAcceptable()) {
// 8. 获取客户端的链接 SocketChannel client = server.accept();
// 8.1 切换成非阻塞状态 client.configureBlocking(false);
// 8.2 注册到选择器上-->拿到客户端的连接为了读取通道的数据(监听读就绪事件) client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
} else if (selectionKey.isReadable()) { // 读事件就绪
// 9. 获取当前选择器读就绪状态的通道 SocketChannel client = (SocketChannel) selectionKey.channel();
// 9.1读取数据 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 9.2得到文件通道，将客户端传递过来的图片写到本地项目下(写模式、没有则创建) FileChannel outChannel = FileChannel.open(Paths.get("2.png"), StandardOpenOption.WRITE, StandardOpenOption.CREATE);
while (client.read(buffer) > 0) { // 在读之前都要切换成读模式 buffer.flip();
outChannel.write(buffer);
// 读完切换成写模式，能让管道继续读取文件的数据 buffer.clear(); } } // 10. 取消选择键(已经处理过的事件，就应该取消掉了) iterator.remove(); } }
}}
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public class NoBlockClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1. 获取通道 SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666));
// 1.1切换成非阻塞模式 socketChannel.configureBlocking(false);
// 1.2获取选择器 Selector selector = Selector.open();
// 1.3将通道注册到选择器中，获取服务端返回的数据 socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
// 2. 发送一张图片给服务端吧 FileChannel fileChannel = FileChannel.open(Paths.get("X:\\Users\\ozc\\Desktop\\面试造火箭\\1.png"), StandardOpenOption.READ);
// 3.要使用NIO，有了Channel，就必然要有Buffer，Buffer是与数据打交道的呢 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 4.读取本地文件(图片)，发送到服务器 while (fileChannel.read(buffer) != -1) {
// 在读之前都要切换成读模式 buffer.flip();
socketChannel.write(buffer);
// 读完切换成写模式，能让管道继续读取文件的数据 buffer.clear(); }
// 5. 轮训地获取选择器上已“就绪”的事件--->只要select()>0，说明已就绪 while (selector.select() > 0) { // 6. 获取当前选择器所有注册的“选择键”(已就绪的监听事件) Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
// 7. 获取已“就绪”的事件，(不同的事件做不同的事) while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey selectionKey = iterator.next();
// 8. 读事件就绪 if (selectionKey.isReadable()) {
// 8.1得到对应的通道 SocketChannel channel = (SocketChannel) selectionKey.channel();
ByteBuffer responseBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
// 9. 知道服务端要返回响应的数据给客户端，客户端在这里接收 int readBytes = channel.read(responseBuffer);
if (readBytes > 0) { // 切换读模式 responseBuffer.flip(); System.out.println(new String(responseBuffer.array(), 0, readBytes)); } }
// 10. 取消选择键(已经处理过的事件，就应该取消掉了) iterator.remove(); } } }
}
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面试官：这都是些 API 相关的知识，能看得出来你有一定的基础
面试官：你知道 IO 模型有几种吗
候选者：在 Unix 下 IO 模型分别有：阻塞 IO、非阻塞 IO、IO 复用、信号驱动以及异步 I/O。在开发中碰得最多的就是阻塞 IO、非阻塞 IO 以及 IO 复用。
面试官：嗯，来重点讲讲 IO 复用模型吧
候选者：我就以 Linux 系统为例好了，我们都知道 Linux 对文件的操作实际上就是通过文件描述符(fd)
候选者：IO 复用模型指的就是：通过一个进程监听多个文件描述符，一旦某个文件描述符准备就绪，就去通知程序做相对应的处理
候选者：这种以通知的方式，优势并不是对于单个连接能处理得更快，而是在于它能处理更多的连接。
候选者：在 Linux 下 IO 复用模型用的函数有 select/poll 和 epoll
面试官：那你来讲讲这 select 和 epoll 函数的区别呗？
候选者：嗯，先说 select 吧。
候选者：select 函数它支持最大的连接数是 1024 或 2048，因为在 select 函数下要传入 fd_set 参数，这个 fd_set 的大小要么 1024 或 2048（其实就看操作系统的位数）
候选者：fd_set 就是 bitmap 的数据结构，可以简单理解为只要位为 0，那说明还没数据到缓冲区，只要位为 1，那说明数据已经到缓冲区。
候选者：而 select 函数做的就是每次将 fd_set 遍历，判断标志位有没有发现变化，如果有变化则通知程序做中断处理。
候选者：epoll 是在 Linux2.6 内核正式提出，完善了 select 的一些缺点。
候选者：它定义了 epoll_event 结构体来处理，不存在最大连接数的限制。
候选者：并且它不像 select 函数每次把所有的文件描述符(fd)都遍历，简单理解就是 epoll 把就绪的文件描述符(fd)专门维护了一块空间，每次从就绪列表里边拿就好了，不再进行对所有文件描述符(fd)进行遍历。
面试官：嗯。你知道什么叫做零拷贝吗？
候选者：知道的。我们以读操作为例，假设用户程序发起一次读请求。
候选者：其实会调用 read 相关的「系统函数」，然后会从用户态切换到内核态，随后 CPU 会告诉 DMA 去磁盘把数据拷贝到内核空间。
候选者：等到「内核缓冲区」真正有数据之后，CPU 会把「内核缓存区」数据拷贝到「用户缓冲区」，最终用户程序才能获取到。
候选者：稍微解释一下：为了保证内核的安全，操心系统将虚拟空间划分为「用户空间」和「内核空间」，所以在读系统数据的时候会有状态切换
候选者：因为应用程序不能直接去读取硬盘的数据，从上面描述可知需要依赖「内核缓冲区」
候选者：一次读操作会让 DMA 将磁盘数据拷贝到内核缓冲区，CPU 将内核缓冲区数据拷贝到用户缓冲区。
候选者：所谓的零拷贝就是将「CPU 将内核缓冲区数据拷贝到用户缓冲区」这次 CPU 拷贝给省去，来提高效率和性能
候选者：常见的零拷贝技术有 mmap（内核缓冲区与用户缓冲区的共享）、sendfile（系统底层函数支持）。
候选者：零拷贝可以提高数据传输的性能，这块在 Kafka 等框架也有相关的实践。
面试官：嗯，了解了
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