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[導讀]Selector允許一個單一的線程來操作多個Channel，如果我們的應用程序中使用了多個Channel，那么使用Selector很方便的實現(xiàn)這樣的目的，但是因為在一個線程中使用了多個Channel，因此也會造成了每個Channel傳輸效率的降低。

Selector 允許一個單一的線程來操作多個 Channel，如果我們的應用程序中使用了多個 Channel，那么使用 Selector 很方便的實現(xiàn)這樣的目的，但是因為在一個線程中使用了多個 Channel，因此也會造成了每個 Channel 傳輸效率的降低。

使用 Selector 的圖解如下:

為了使用 Selector，我們首先需要將 Channel 注冊到 Selector 中，隨后調用 Selector 的 select()方法，這個方法會阻塞，直到注冊在 Selector 中的 Channel 發(fā)送可讀寫事件。當這個方法返回后，當前的這個線程就可以處理 Channel 的事件了。

創(chuàng)建選擇器

通過 Selector.open()方法, 我們可以創(chuàng)建一個選擇器:

Selector selector = Selector.open();

將 Channel 注冊到選擇器中

為了使用選擇器管理 Channel，我們需要將 Channel 注冊到選擇器中:

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

注意，如果一個 Channel 要注冊到 Selector 中，那么這個 Channel 必須是非阻塞的，即channel.configureBlocking(false);
因為 Channel 必須要是非阻塞的，因此 FileChannel 是不能夠使用選擇器的，因為 FileChannel 都是阻塞的.

注意到，在使用 Channel.register()方法時，第二個參數(shù)指定了我們對 Channel 的什么類型的事件感興趣，這些事件有:

Connect，即連接事件(TCP 連接)，?對應于SelectionKey.OP_CONNECT。
Accept，即確認事件，對應于SelectionKey.OP_ACCEPT。
Read，即讀事件，對應于SelectionKey.OP_READ, 表示 buffer 可讀。
Write，即寫事件，對應于SelectionKey.OP_WRITE, 表示 buffer 可寫。

一個 Channel發(fā)出一個事件也可以稱為對于某個事件, Channel 準備好了。因此一個 Channel 成功連接到了另一個服務器也可以被稱為 connect ready。

我們可以使用或運算|來組合多個事件, 例如:

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

注意：一個 Channel 僅僅可以被注冊到一個 Selector 一次，如果將 Channel 注冊到 Selector 多次，那么其實就是相當于更新 SelectionKey 的 interest set. 例如:

channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);

上面的 channel 注冊到同一個 Selector 兩次了，那么第二次的注冊其實就是相當于更新這個 Channel 的 interest set 為 SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE。

關于 SelectionKey

如上所示, 當我們使用 register 注冊一個 Channel 時, 會返回一個 SelectionKey 對象, 這個對象包含了如下內容:

interest set, 即我們感興趣的事件集, 即在調用 register 注冊 channel 時所設置的 interest set. ready set.channel.selector.attached object, 可選的附加對象

interest set

我們可以通過如下方式獲取 interest set:

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

ready set

代表了 Channel 所準備好了的操作.

我們可以像判斷 interest set 一樣操作 Ready set, 但是我們還可以使用如下方法進行判斷:

int?readySet?=?selectionKey.readyOps();selectionKey.isAcceptable();selectionKey.isConnectable();selectionKey.isReadable();selectionKey.isWritable();

Channel 和 Selector

我們可以通過 SelectionKey 獲取相對應的 Channel 和 Selector:

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

Attaching Object

我們可以在selectionKey中附加一個對象:

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

或者在注冊時直接附加:

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

通過 Selector 選擇 Channel

我們可以通過 Selector.select()方法獲取對某件事件準備好了的 Channel, 即如果我們在注冊 Channel 時, 對其的可寫事件感興趣, 那么當 select()返回時, 我們就可以獲取 Channel 了.

注意：select()方法返回的值表示有多少個 Channel 可操作.

獲取可操作的 Channel

如果 select()方法返回值表示有多個 Channel 準備好了, 那么我們可以通過 Selected key set 訪問這個 Channel:

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();}

注意，在每次迭代時, 我們都調用 "keyIterator.remove()" 將這個 key 從迭代器中刪除, 因為 select() 方法僅僅是簡單地將就緒的 IO 操作放到 selectedKeys 集合中, 因此如果我們從 selectedKeys 獲取到一個 key, 但是沒有將它刪除, 那么下一次 select 時, 這個 key 所對應的 IO 事件還在 selectedKeys 中。

例如此時我們收到 OP_ACCEPT 通知, 然后我們進行相關處理, 但是并沒有將這個 Key 從 SelectedKeys 中刪除, 那么下一次 select() 返回時我們還可以在 SelectedKeys 中獲取到 OP_ACCEPT 的 key。

注意，我們可以動態(tài)更改 SekectedKeys 中的 key 的 interest set. 例如在 OP_ACCEPT 中, 我們可以將 interest set 更新為 OP_READ, 這樣 Selector 就會將這個 Channel 的讀 IO 就緒事件包含進來了。

Selector 的基本使用流程

通過 Selector.open() 打開一個 Selector.
將 Channel 注冊到 Selector 中, 并設置需要監(jiān)聽的事件(interest set)
不斷重復:

*從 selected key 中獲取對應的 Channel 和附加信息(如果有的話)

*判斷是哪些 IO 事件已經就緒了, 然后處理它們.?如果是 OP_ACCEPT 事件, 則調用 "SocketChannel clientChannel = ((ServerSocketChannel) key.channel()).accept()" 獲取 SocketChannel, 并將它設置為非阻塞的, 然后將這個 Channel 注冊到 Selector 中.

*根據(jù)需要更改 selected key 的監(jiān)聽事件.

*將已經處理過的 key 從 selected keys 集合中刪除.

調用 select() 方法

調用 selector.selectedKeys() 獲取 selected keys

迭代每個 selected key:

關閉 Selector

當調用了 Selector.close()方法時, 我們其實是關閉了 Selector 本身并且將所有的 SelectionKey 失效, 但是并不會關閉 Channel.

完整的 Selector 例子

public class NioEchoServer { private static final int BUF_SIZE = 256; private static final int TIMEOUT = 3000;
 public static void main(String args[]) throws Exception { // 打開服務端 Socket ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
 // 打開 Selector Selector selector = Selector.open();
 // 服務端 Socket 監(jiān)聽8080端口, 并配置為非阻塞模式 serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(8080)); serverSocketChannel.configureBlocking(false);
 // 將 channel 注冊到 selector 中. // 通常我們都是先注冊一個 OP_ACCEPT 事件, 然后在 OP_ACCEPT 到來時, 再將這個 Channel 的 OP_READ // 注冊到 Selector 中. serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
 while (true) { // 通過調用 select 方法, 阻塞地等待 channel I/O 可操作 if (selector.select(TIMEOUT) == 0) { System.out.print("."); continue; }
 // 獲取 I/O 操作就緒的 SelectionKey, 通過 SelectionKey 可以知道哪些 Channel 的哪類 I/O 操作已經就緒. Iterator keyIterator = selector.selectedKeys().iterator();
 while (keyIterator.hasNext()) {
 SelectionKey key = keyIterator.next();
 // 當獲取一個 SelectionKey 后, 就要將它刪除, 表示我們已經對這個 IO 事件進行了處理. keyIterator.remove();
 if (key.isAcceptable()) { // 當 OP_ACCEPT 事件到來時, 我們就有從 ServerSocketChannel 中獲取一個 SocketChannel, // 代表客戶端的連接 // 注意, 在 OP_ACCEPT 事件中, 從 key.channel() 返回的 Channel 是 ServerSocketChannel. // 而在 OP_WRITE 和 OP_READ 中, 從 key.channel() 返回的是 SocketChannel. SocketChannel clientChannel = ((ServerSocketChannel) key.channel()).accept(); clientChannel.configureBlocking(false); //在 OP_ACCEPT 到來時, 再將這個 Channel 的 OP_READ 注冊到 Selector 中. // 注意, 這里我們如果沒有設置 OP_READ 的話, 即 interest set 仍然是 OP_CONNECT 的話, 那么 select 方法會一直直接返回. clientChannel.register(key.selector(), OP_READ, ByteBuffer.allocate(BUF_SIZE)); }
 if (key.isReadable()) { SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buf = (ByteBuffer) key.attachment(); long bytesRead = clientChannel.read(buf); if (bytesRead == -1) { clientChannel.close(); } else if (bytesRead > 0) { key.interestOps(OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE); System.out.println("Get data length: " + bytesRead); } }
 if (key.isValid() && key.isWritable()) { ByteBuffer buf = (ByteBuffer) key.attachment(); buf.flip(); SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
 clientChannel.write(buf);
 if (!buf.hasRemaining()) { key.interestOps(OP_READ); } buf.compact(); } } } }}