3. Java NIO之Selector如何实现（二）

Selector创建完毕，紧接着看Channel的注册。
Selector中的channel注册需要SelectableChannel调用register()方法开始进行注册流程，具体的register()方法在AbstractSelectableChannel中实现。

public final SelectionKey register(Selector sel, int ops,
                                   Object att)
    throws ClosedChannelException
{
    synchronized (regLock) {
        if (!isOpen())
            throw new ClosedChannelException();
        if ((ops & ~validOps()) != 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (blocking)
            throw new IllegalBlockingModeException();
        SelectionKey k = findKey(sel);
        if (k != null) {
            k.interestOps(ops);
            k.attach(att);
        }
        if (k == null) {
            // New registration
            synchronized (keyLock) {
                if (!isOpen())
                    throw new ClosedChannelException();
                k = ((AbstractSelector)sel).register(this, ops, att);
                addKey(k);
            }
        }
        return k;
    }
}

在channel中，将会有一个数组来保存已经注册过的SelectionKey，一个SelectionKey代表一个Channel和一个selector的注册关系。注册时首先，通过findKey()寻找key判断这个channel是否已经注册过。如果这个channel是第一次进行注册操作，显然，这里肯定是找不到的。具体findKey()方法实现如下：

    private SelectionKey findKey(Selector sel) {
        synchronized (keyLock) {
            if (keys == null)
                return null;
            for (int i = 0; i < keys.length; i++)
                if ((keys[i] != null) && (keys[i].selector() == sel))
                    return keys[i];
            return null;
        }
    }

这里如果一开始找到了SelectorKey（对应的key），说明该channel与传递进来的selector已经注册过，那么只需要更新interestops和attach。

如果没有找到SelectorKey，就需要对传进来的Selector进行注册。Selector的regist()方法实现在SelectorImpl中：

protected final SelectionKey register(AbstractSelectableChannel var1, int var2, Object var3) {
    if(!(var1 instanceof SelChImpl)) {
        throw new IllegalSelectorException();
    } else {
        SelectionKeyImpl var4 = new SelectionKeyImpl((SelChImpl)var1, this);
        var4.attach(var3);
        Set var5 = this.publicKeys;
        synchronized(this.publicKeys) {
            this.implRegister(var4);
        }
 
        var4.interestOps(var2);
        return var4;
    }
}

首先根据channel与selector生成对应SelectionKeyImpl，其构造方法只保存了传递进来的参数。之后调用子类的ImplRegister()方法，这里以WindowsSelectorImpl为例子

protected void implRegister(SelectionKeyImpl var1) {
    Object var2 = this.closeLock;
    synchronized(this.closeLock) {
        if(this.pollWrapper == null) {
            throw new ClosedSelectorException();
        } else {
            this.growIfNeeded();
            this.channelArray[this.totalChannels] = var1;
            var1.setIndex(this.totalChannels);
            this.fdMap.put(var1);
            this.keys.add(var1);
            this.pollWrapper.addEntry(this.totalChannels, var1);
            ++this.totalChannels;
        }
    }
}

在这里是对SelectionKeyImpl进行进一步加工，以完成其对注册关系抽象的功能。

这里由于传入新注册的SelectionKey，所以在growIfNeeded()方法中，如果数组长度已经不够，就需要对数组进行扩容：

private void growIfNeeded() {
    if(this.channelArray.length == this.totalChannels) {
        int var1 = this.totalChannels * 2;
        SelectionKeyImpl[] var2 = new SelectionKeyImpl[var1];
        System.arraycopy(this.channelArray, 1, var2, 1, this.totalChannels - 1);
        this.channelArray = var2;
        this.pollWrapper.grow(var1);
    }
 
    if(this.totalChannels % 1024 == 0) {
        this.pollWrapper.addWakeupSocket(this.wakeupSourceFd, this.totalChannels);
        ++this.totalChannels;
        ++this.threadsCount;
    }
 
}

接着根据当前channel数量将相应点的channel存放在数组相应的下标下的位置，并在SelectionKey中保存在被注册的selector中的位置索引。之后将在put()方法中完成所注册的channel的FDVal与具体的SelectionKey的键值对的映射。

private WindowsSelectorImpl.MapEntry put(SelectionKeyImpl var1) {
    return (WindowsSelectorImpl.MapEntry)this.put(new Integer(var1.channel.getFDVal()), new WindowsSelectorImpl.MapEntry(var1));
}

    void addEntry(int var1, SelectionKeyImpl var2) {
        this.putDescriptor(var1, var2.channel.getFDVal());
    }

fdMap以channel的fdVal为key，与具体的SelectionKey为值的键值对。

接着将将该SelectionKey与当时的channel数量作为键值对保存在pollWrapper中，最后自增channel数。
当SelectionKey经过Selector的产生后边，将会返回给channel，这个时候通过addKey()将刚刚产生的key添加到channel中。

private void addKey(SelectionKey k) {
    assert Thread.holdsLock(keyLock);
    int i = 0;
    if ((keys != null) && (keyCount < keys.length)) {
        // Find empty element of key array
        for (i = 0; i < keys.length; i++)
            if (keys[i] == null)
                break;
    } else if (keys == null) {
        keys =  new SelectionKey[3];
    } else {
        // Grow key array
        int n = keys.length * 2;
        SelectionKey[] ks =  new SelectionKey[n];
        for (i = 0; i < keys.length; i++)
            ks[i] = keys[i];
        keys = ks;
        i = keyCount;
    }
    keys[i] = k;
    keyCount++;
}

在addKey()方法中，如果此时大小还足够，那么可以直接在相应的位置顺序将SelectionKey保存，如果需要扩容，则先扩容，在扩容之后保存相应的SelectionKey。