Java Netty 学习(五) - NIO基础知识Selector

Selector选择器，可以用来检测Java NIO 中的channel是否可用（connect,read,write,accept），并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。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。

Selector就相当与一个管家，利用它来知晓，哪个channel是否可用，怎样形式的可用等等。

Why use Selector

毫无疑问，Selector带来了更好的设计，以及更加舒适的开发体验。
另一方面，仅用单个线程来处理多个Channels，一方面可以节省线程资源，另外，
线程之间上下文切换的开销较大，而且每个线程都要占用系统的一些资源（如内存）。

题外：
也不能一味的去追求少线程，因为现在电脑cpu基本都是多核，如果不使用多任务，那是对cpu资源的浪费。

用法

下面看看一个典型用法：

    private static void selector(){
        ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();   //打开一个serverChannel
        ServerSocket serverSocket = serverChannel.socket( );
        Selector selector = Selector.open( );          //打开一个selector
        serverSocket.bind (new InetSocketAddress (8089));
        serverChannel.configureBlocking (false);             //非阻塞模式
        serverChannel.register (selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);     //给serverChannel注册一个selector，对OP_ACCEPT感兴趣
        //然后，就可以正对selector做文章了，它会告诉你是否有新socketChannel线程连上来
        while (true) {
            int n = selector.selectNow();      //非阻塞式选择
            if (n == 0) {
                continue; // nothing to do
            }
            Iterator it = selector.selectedKeys().iterator();  //得到所有SelectionKey 
            while (it.hasNext( )) {
                SelectionKey key = (SelectionKey)it.next();  //得到一个SelectionKey
                if (key.isAcceptable()) {
                    //如果接受到了一个新连接
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel( );
                    SocketChannel channel = server.accept( );
                    if (channel == null) {
                        ;//handle code, could happen
                    }
                    channel.configureBlocking (false);    //非阻塞式
                    //给收到的这个channel，也注册给这个selector，并且关注它的op_read事件
                    channel.register (selector, SelectionKey.OP_READ); 

                }
                if (key.isReadable()) {  //可以读了
                    readData(key);  //说明是socketChannel的事件，那么就读数据
                }
                it.remove();//处理完这个事件，然后移除
            }
        }
    }

可以总结为以下几个步骤：

首先，打开一个并获得一个selector，这个selector就像一个管家，你既可以注册socketChannel，也可以注册ServerSocketChannel等等，但是不能为FileChannel，与Selector一起使用时，Channel必须处于非阻塞模式下。
其次，自旋搜索，使用select或者selectNow去搜索下，看有没有可用的channel（包括四种事件）。
如果有可用的，循环遍历它的所有SelectionKey。并且用if去判定每个SelectionKey处于那种状态（可以有多个）
最后操作完，记得要remove这个key。

下面针对方法详细了解：

open

使用Selector时候，需要用open打开：

Selector selector = Selector.open();

register

每像一个selector注册一个channel，就意味着selector可以管辖这个channel了，当channel有活动时，它也能搜查得到。

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

注意几点：
1. register的第二个参数，Selectionkey.OP_READ ，说明当这个channel有OP_READ信息时，selector会搜查到，并最后返回，
而这个channel的其他的几个信息，selector并不会收集他们。
2. 另一方面，如果你对多个信息感兴趣，可以这样用“或运算”标识：

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

再把interestSet作为第二个参数添加进去。

register还有个重载方法：public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att)
很明显，多了一个att，这个att主要用来传递数据并且标识channel的，后面获得的selectKey中，可以获得这个att，最终就能
知道是哪个socket。可以想想做一个简单聊天系统，att是不是能很简单的标识每位用户呢？

select和selectNow

在循环中，使用select方法进行筛选，看是否有就绪的channel，有以下几个select方法：

public int selectNow() throws IOException ：非阻塞式，立即返回，为0说明
public int select(long timeout) throws IOException ：阻塞式，有超时的，非阻塞式
public int select() throws IOException：阻塞式，有才返回

SelectionKey

当如果select返回有数据，就可以从select里面获得一个SelectionKey的set集合，那么SelectionKey里面又主要有什么呢？
1. interest集合，就是开始注册的那些，可以这样获得：

int interestSet = selectionKey.interestOps();
//通过判定，是否有accpt的属性
boolean isInterestedInAccept  = (interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT；

ready集合
和前一个相比，这个是channel里面有的集合，就是说明里面已经有了以下事件（connect,accept,read,write等）
可以这样检测：

int readySet = selectionKey.readyOps();
boolean isInterestedInAccept  = (readySet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT；

也可以这样直接通过方法获得：

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

附加对象

即上面所讲的在register里面添加一个att，这样获得：

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

Selector和Channel

当然，也可以获得大管家Selector和通道Channel：

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

wakeUp

某个线程A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（原来那个线程A）会立马返回。