NIO Select

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使用NIO的一个最大优势就是客户端于服务器自己的不再是阻塞式的,也就意味着服务器无需通过为每个客户端的链接而开启一个线程。而是通过一个叫Selector的轮循器来不断的检测那个Channel有消息处理。

简单来讲,Selector会不断地轮询注册在其上的Channel,如果某个Channel上面有新的TCP连接接入、读和写事件,这个Channel就处于就绪状态,会被Selector轮询出来,然后通过SelectionKey可以获取就绪Channel的Set集合,进行后续的I/O操作。
由于select操作只管对selectedKeys的集合进行添加而不负责移除,所以当某个消息被处理后我们需要从该集合里去掉。

NIO中的选择器(Selector)的作用就是维护注册到选择器中的通道集合,每一个通道与选择器的关系封装在选择键(SelectionKey)中,实际上可以认为选择器维护的是选择键集合。创建Selector对象使用Selector.open()。

Selector类主要维护三个集合:

  • Registered key set(已注册键集合):调用Selector的keys()方法可以获取
  • Selected key set(已选择键集合):调用Selector的selectedKeys()方法获取
  • Cancelled key set(已取消键集合):已取消键集合是Selector对象的私有成员,外部无法访问

只有继承了SelectableChannel的类才能注册到选择器中,并且只有非阻塞模式的通道才能注册到选择器,如下代码:

                //创建一个套接字服务器,并注册到选择器
		//创建选择器
		Selector selector = Selector.open();
		//创建Socket服务器通道
		ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
		//绑定65535端口
		ssc.socket().bind(new InetSocketAddress(65535));
		//设置通道为非阻塞模式
		ssc.configureBlocking(false);
		//将通道注册到选择器,指定通道兴趣是等待接收连接
		SelectionKey key = ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

实际使用中,一般使用while循环轮询获取注册到选择器中通道感兴趣的操作,如下代码:

while (true) {
			int n = selector.select();
			if (n > 0) {
				Iterator<SelectionKey> iter = selector.selectedKeys().iterator();
				while (iter.hasNext()) {
					SelectionKey keyy = iter.next();
					iter.remove();
					// ......
				}
			}
		}

select()方法的作用是选择注册到选择器中通道感兴趣的键,此方法是阻塞的,直到有感兴趣的事件发生;还可以使用select(10000)方法设置选择键的超时时间,单位是Millisecond;还可以使用selectNow(),此方法是非阻塞,若没有通道就绪会立即返回0。

        不需要使用Selector时,调用close()方法可以关闭选择器,关闭选择器后,所有注册到其中的选择键会被设置为无效状态。

        关闭选择器后,试图调用它的方法会抛出ClosedSelectorException,这是一个非运行时异常,所有在使用时有必要检查选择器是否打开,使用isOpen()方法。

注册一个通道时可以在这个选择键上设置一个Object对象,比如在接受连接操作中设置,在读操作中获取

                SelectionKey keyy = iter.next();
		iter.remove();
		if(keyy.isAcceptable()){
			ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) keyy.channel();
			SocketChannel sc = channel.accept();
			sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ, "hello");
		}
		if(keyy.isReadable()){
			//attach的值为"hello"
			Object attach = keyy.attachment();
			SocketChannel sc = (SocketChannel) keyy.channel();

		}

 SelectionKey(选择键对象)提供了下面方法:

  • channel():获取关联的通道(SelectableChannel)
  • selector():获取关联的选择器(Selector)
  • isValid():验证维护选择器与通道关系的SelectionKey是否有效
  • cancel():取消键,调用一个已取消的键的方法将抛出CancelledKeyException
  • interestOps():获取这个key的兴趣(可选择操作)集合
  • interestOps(int ops):设置这个key的兴趣
  • readyOps():返回这个key准备好的操作集合(兴趣集合)
  • isReadable():检查选择键的兴趣是否为可读,实际上是通道的兴趣,选择键维护通道与选择器关系
  • isWritable():检查选择键的兴趣是否为可写
  • isConnectable():检查选择键的兴趣是否为连接
  • isAcceptable():检查选择键的兴趣是否为接受
  • attach(Object ob):设置一个Object数据到此key上
  • attachment():获取设置的Object数据

Selector(选择器)提供了下面方法:

  • open():打开一个选择器
  • isOpen():检查一个选择器实例是否打开
  • provider():返回一个SelectorProvider
  • keys():返回注册键集合
  • selectedKeys():返回已选择键集合
  • selectNow():立刻执行选择,非阻塞,若没有已准备好的通道则立即返回0
  • select(long timeout):执行选择,超过指定毫秒数则返回
  • select():执行选择,会一直阻塞直到有准备就绪的通道
  • wakeup():停止选择
  • close():关闭选择器

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