六 Selector

选择器是java NIO中能够检测一到多个NIO通道（Channel），并能知晓是否为诸如读写时间做好准备的组件。这样，一个单独的线程可以管理多个channel，从而管理多个网络连接

为什么用Selector

仅用单个线程处理多个Channels的好处就是只需要更少的线程来处理Channel。事实上，可以用一个线程处理所有的Channel。对于操作系统来说，线程之间上下文切换开销很大，而且每个线程都要占用系统的一些资源（比如内存）。因此，使用的线程越少越好。

现代的操作系统和CPU在多任务方面表现越来越好，所以多线程的开销随着时间的推移，变得越来越小了，实际上，如果一个CPU有多个内核，不使用多任务可能在浪费CPU能力。本文仅需记住Selector可以处理多个Channel即可。

Selector的创建

Selector selector = Selector.open();

向Selector注册通道

为了将Channel和Selector配合使用，必须将Channel注册到Selector上。通过SelectableChannel.register()来实现，如下

channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ);

与Selector一起使用，Channel必须处在非阻塞模式下，这意味着不能将FileChannel与Selector一起使用，因为FileChannel不能切换到非阻塞模式。而套接字通道可以。

注意register()的第二个参数，这是一个interest集合，意思啥通过Selector监听Channel对什么事件感兴趣，可以监听四种不通类型的事件：

• Connect(SelectionKey.OP_CONNECT)
• Accept(SelectionKey.OP_ACCEPT)
• Read(SelectionKey.OP_READ)
• Writer(SelectionKey.OP_WRITE)

通道触发了一个事件意思就是该事件已经就绪。所以，某个Channel成功连接到另一个服务器称为“连接就绪”。一个serverSocketChannel准备好接收新进入的连接称为“接收就绪”。一个有数据可读的通道可以说是“读就绪”，等待写数据的通道可以说是“写就绪”。也可以监听多个事件

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

SelectionKey

代表了Secletor和SelectableChannel的注册关系

key.attachment(); //返回SelectionKey的attachment，attachment可以在注册channel的时候指定。
key.channel(); // 返回该SelectionKey对应的channel。
key.selector(); // 返回该SelectionKey对应的Selector。
key.interestOps(); //返回代表需要Selector监控的IO操作的bit mask
key.readyOps(); //返回一个bit mask，代表在相应channel上可以进行的IO操作。

 key.attachment();

可以将一个对象或者更多信息附着到SelectionKey上，这样就能方便的识别某个给定的通道。例如，可以附加 与通道一起使用的Buffer，或是包含聚集数据的某个对象。使用方法如下：

selectionKey.attach(theObject);
Object attachedObj = selectionKey.attachment();

还可以在用register()方法向Selector注册Channel的时候附加对象

SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, theObject);

key.channel() && key.selector()

从SelectionKey访问Channel和Selector很简单

Channel  channel  = selectionKey.channel();
Selector selector = selectionKey.selector();

key.interestOps()

就像向Selector注册通道一节中所描述的，interest集合是你所选择的感兴趣的事件集合。可以通过SelectionKey读写interest集合

int interestSet = selectionKey.interestOps(); 
boolean isInterestedInAccept  = (interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT；
boolean isInterestedInConnect = interestSet & SelectionKey.OP_CONNECT;
boolean isInterestedInRead    = interestSet & SelectionKey.OP_READ;
boolean isInterestedInWrite   = interestSet & SelectionKey.OP_WRITE;

可以看到，用“位与”操作interest 集合和给定的SelectionKey常量，可以确定某个确定的事件是否在interest 集合中。

key.readyOps()

ready 集合是通道已经准备就绪的操作的集合。在一次选择(Selection)之后，你会首先访问这个ready set。Selection将在下一小节进行解释。可以这样访问ready集合

int readySet = selectionKey.readyOps();

可以用像检测interest集合那样的方法，来检测channel中什么事件或操作已经就绪。但是，也可以使用以下四个方法，它们都会返回一个布尔类型：

selectionKey.isAcceptable();
selectionKey.isConnectable();
selectionKey.isReadable();
selectionKey.isWritable();

通过Selector选择通道

一旦向Selector注册了一或多个通道，就可以调用几个重载的select()方法。这些方法返回你所感兴趣的事件（如连接、接受、读或写）已经准备就绪的那些通道。换句话说，如果你对“读就绪”的通道感兴趣，select()方法会返回读事件已经就绪的那些通道。

• int select()
• int select(long timeout)
• int selectNow()

select()阻塞到至少有一个通道在你注册的事件上就绪了。

select(long timeout)和select()一样，除了最长会阻塞timeout毫秒(参数)。

selectNow()不会阻塞，不管什么通道就绪都立刻返回（译者注：此方法执行非阻塞的选择操作。如果自从前一次选择操作后，没有通道变成可选择的，则此方法直接返回零。）。

select()方法返回的int值表示有多少通道已经就绪。亦即，自上次调用select()方法后有多少通道变成就绪状态。如果调用select()方法，因为有一个通道变成就绪状态，返回了1，若再次调用select()方法，如果另一个通道就绪了，它会再次返回1。如果对第一个就绪的channel没有做任何操作，现在就有两个就绪的通道，但在每次select()方法调用之间，只有一个通道就绪了。

selectedKeys()

一旦调用了select()方法，并且返回值表明有一个或更多个通道就绪了，然后可以通过调用selector的selectedKeys()方法，访问“已选择键集（selected key set）”中的就绪通道。如下所示：

Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

可以遍历这个已选择的键集合来访问就绪的通道

Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();
while(keyIterator.hasNext()) {
    SelectionKey key = keyIterator.next();
    if(key.isAcceptable()) {
        // a connection was accepted by a ServerSocketChannel.
    } else if (key.isConnectable()) {
        // a connection was established with a remote server.
    } else if (key.isReadable()) {
        // a channel is ready for reading
    } else if (key.isWritable()) {
        // a channel is ready for writing
    }
    keyIterator.remove();
}

这个循环遍历已选择键集中的每个键，并检测各个键所对应的通道的就绪事件。

注意每次迭代末尾的keyIterator.remove()调用。Selector不会自己从已选择键集中移除SelectionKey实例。必须在处理完通道时自己移除。下次该通道变成就绪时，Selector会再次将其放入已选择键集中。

SelectionKey.channel()方法返回的通道需要转型成你要处理的类型，如ServerSocketChannel或SocketChannel等。

wakeUp()

某个线程调用select()方法后阻塞了，即使没有通道已经就绪，也有办法让其从select()方法返回。只要让其它线程在第一个线程调用select()方法的那个对象上调用Selector.wakeup()方法即可。阻塞在select()方法上的线程会立马返回。

如果有其它线程调用了wakeup()方法，但当前没有线程阻塞在select()方法上，下个调用select()方法的线程会立即“醒来（wake up）”。

close()

用完Selector后调用其close()方法会关闭该Selector，且使注册到该Selector上的所有SelectionKey实例无效。通道本身并不会关闭。

完整的示例

这里有一个完整的示例，打开一个Selector，注册一个通道注册到这个Selector上(通道的初始化过程略去),然后持续监控这个Selector的四种事件（接受，连接，读，写）是否就绪。

Selector selector = Selector.open();
channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while(true) {
  int readyChannels = selector.select();
  if(readyChannels == 0) continue;
  Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
  Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();
  while(keyIterator.hasNext()) {
    SelectionKey key = keyIterator.next();
    if(key.isAcceptable()) {
        // a connection was accepted by a ServerSocketChannel.
    } else if (key.isConnectable()) {
        // a connection was established with a remote server.
    } else if (key.isReadable()) {
        // a channel is ready for reading
    } else if (key.isWritable()) {
        // a channel is ready for writing
    }
    keyIterator.remove();
  }
}

转载自并发编程网 – ifeve.com本文链接地址: Java NIO系列教程（六） Selector