Netty 面试题, Netty 如何解决 JDK NIO 中的空轮询 Bug?

Step 1

Q:: Netty 如何解决 JDK NIO 中的空轮询 Bug？

A:: JDK NIO 的 Selector 在某些场景下会出现空轮询（空轮询是指 Selector.select() 方法返回 0，但实际上有就绪的通道未被检测到），导致 CPU 占用率飙升，甚至出现卡死的情况。这种问题在高并发场景下尤其突出。Netty 通过多种手段来解决这个问题：

1. Netty 会在检测到 Selector 发生空轮询时，主动重建一个新的 Selector 替换掉旧的 Selector，从而避免空轮询问题的持续发生。

2. Netty 采用了一个定时器机制，定期检测 Selector 是否发生了空轮询，并根据需要采取相应的措施。

3. Netty 会在空轮询次数达到一定阈值时，强制触发 Selector 的 wakeup() 方法，强制唤醒阻塞的 Selector，从而避免空轮询。

Step 2

Q:: 为什么 Netty 需要自己管理 Selector？

A:: Netty 需要管理 Selector 的原因在于它需要更高效、更灵活地处理网络事件。在传统的 JDK NIO 中，Selector 的管理较为低级，开发者需要自己处理许多底层细节。而 Netty 通过自己管理 Selector，可以实现更高效的事件轮询机制，同时也能更好地解决像空轮询这样的底层 Bug。此外，Netty 还可以在管理 Selector 时实现一些高级特性，比如动态调整 Selector 的数量，定制化 Selector 的工作方式等。

Step 3

Q:: Netty 中的 Channel 与 JDK NIO 中的 Channel 有什么区别？

A:: JDK NIO 中的 Channel 是一种底层的抽象，用于表示一个可以执行 I/O 操作的对象，比如文件、套接字等。Netty 的 Channel 是 JDK NIO Channel 的一个高级封装，它不仅提供了 I/O 操作的能力，还附加了更多的功能和特性，比如支持异步操作、事件驱动模型、Pipeline 管道处理机制等。Netty 中的 Channel 还可以方便地与 Netty 的事件循环、处理器链等集成，提供了更强大的网络编程能力。

Step 4

Q:: Netty 的事件循环机制是如何工作的？

A:: Netty 的事件循环机制基于事件驱动模型，核心是一个或多个 EventLoop，每个 EventLoop 负责处理一个或多个 Channel 的 I/O 操作。Netty 的事件循环机制是单线程的，确保同一个 Channel 上的所有事件都是在同一个线程中按顺序执行的，从而避免了多线程并发问题。EventLoop 会不断地轮询 Selector 检测网络事件，一旦有事件就绪，会立即执行相应的处理操作。Netty 的事件循环机制还支持任务队列，可以在事件循环中执行延迟任务或定时任务。