前面的兩篇文章中總結了Java NIO中的兩大基礎組件Buffer和Channel的相關知識點，在NIO中都是通過Channel和Buffer的協作來讀寫數據的，在這個基礎上通過selector來協調多個channel以同時讀寫數據，本文我們就來學習一下selector。

　　Java NIO中引入了"selector"的概念，一個selector其實是一個Java對象，能夠通過諸如連接打開、數據就緒等事件監控多個channel。如此在單個線程中就可以通過一個selector同時處理多個channel，同樣也可以同時處理多個網絡連接。

　　本文會圍繞如下幾個方面展開：

　　為什么要有selector

　　創建selector及注冊channel

　　SelectionKey

　　從Selector中選擇Channels　　

　　Selector的一些其他操作

　　總結

?

1.?為什么要有selector

　　利用單個線程處理多個channel的好處是可以減少線程的數量，節省開銷。實際上，可以只用一個線程處理所有的channels。因為線程間的切換是很耗費操作系統資源的一項操作，并且每個線程都要占用一定操作系統資源(內存)。因此，線程數量當然是越少越好，而通過引入selector的概念可以顯著減少線程的數量，同時又不會減少系統處理的連接數，可以簡單理解為吞吐量。

　　如下示例解釋了一個Selector處理3個Channel：

2.?創建selector及注冊channel

　　通過調用Selector的靜態方法open()來創建一個selector對象：

Selector selector = Selector.open();

　　要讓Selector處理Channel就需要先將Channel注冊到Selector中，可以通過調用SelectableChannel.register()方法完成：

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

　　Channel必須處于非阻塞模式下才能被Selector所使用，因此FileChannel不能為Selector所用，因為它不能切換到非阻塞模式。Socket channels則支持這種工作模式，通過channel的configureBlocking()方法設置其工作模式是阻塞還是非阻塞式。

　　register()的第二個參數是一個set集合(interest set)，用來指代那些Selector有興趣監聽的事件。一共有四種事件類型：

• Connect
• Accept
• Read
• Write

　　一個channel觸發了某一事件其實是代表著它的某些狀態已經就緒，四種事件類型分別對應如下四種情況：

• 一個channel成功和服務器連接上就是"connect ready"，由SelectionKey.OP_CONNECT指代；
• 一個server socket channel接受了一個連接就稱為"accept ready"，由SelectionKey.OP_ACCEPT指代；
• 一個channel中數據準備好了被讀就是"read ready"，由SelectionKey.OP_READ指代；
• 一個channel可供寫入數據就是"write ready"，由SelectionKey.OP_WRITE指代；

?　　通過這種傳參的方式，我們可以指定selector監聽channel哪些事件，如果需要同時表示多種事件，則可以如下方式來表示：

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

?

3.?SelectionKey

　　如上一部分所示，當往Selector中注冊一個Channel時，register()方法會返回一個SelectionKey對象，其包含了如下屬性：

• The interest set
• The ready set
• The Channel
• The Selector
• An attached object (optional)

3.1 Interest Set

　　可以通過如下方法讀寫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;

　　可以看到，采用的是與的方式來判斷一個指定的event是否在interestSet中

3.2 Ready Set

　　這個指代channel就緒的操作的集合。在selection之后就能夠獲得一個ready set(這個selection稍后會介紹到)，可以通過如下方式獲取：

int readySet = selectionKey.readyOps();

　　可以通過如下方式判斷是否就緒：

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

3.3 Channel + Selector

　　通過如下方式來獲取channel和selector：

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

3.4 Attaching Objects

　　可以給SelectionKey附帶對象，這是一個手動標記一個channel的方式，或者是給channel附帶更多信息的方式。你可以附帶和channel連接的Buffer或者別的對象，使用方式如下：

// 可以這樣搞 selectionKey.attach(theObject); Object attachedObj = selectionKey.attachment();// 也可以這樣搞 SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, theObject);

?

4.?從Selector中選擇Channels

　　當你往Selector中注冊了多個channel時，你可以調用select()方法用以獲取感興趣且就緒的channel，該方法有如下三種重載格式：

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

• select()會一直阻塞，直到有一個channel就緒；
• select(long timeout)只會阻塞一段指定的時間(單位為ms)，直到有channel就緒；
• selectNow()不會阻塞，不管是否有channel就緒都會立即返回；

　　返回的int值指代有多少channel就緒(是從上一次調用select()之后開始算起)。比如調用select()，返回1，再次調用select()，這時又有一個channel就緒，此時任然是返回1。

4.1 selectedKeys()

　　當調用了一次select()方法并且返回一個int值，這時你可以通過"selected key set"來獲取這些就緒的channels：

Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();

　　通過調用selectedKeys()方法，返回的是一個Set，你可以遍歷以獲取就緒的channel：

Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> 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(); }

?　　通過判斷其對應的事件類型來做對應的操作。

?

5.?Selector的一些其他操作

5.1 wakeUp()

　　線程調用Selector的select()方法之后會阻塞，在這種情況下可以通過另一個線程調用同一個Selector的wakeup()方法來將其喚醒。如果一個線程調用了Selector的wakeup方法但是當前并沒有線程阻塞，則下一個調用Selector的select()方法的線程則不會阻塞(還記得不，前面講到select()方法會一直阻塞)。

5.2 close()

　　當使用完了Selector，需要調用其close()方法來釋放資源，該方法會關閉Selector并使所有相關的SelectionKey失效，但是和Selector相關的channel并不會被關閉。

5.3 一個例子

　　開啟一個Selector，往其中注冊一個channel，并且一直監控：

Selector selector = Selector.open(); channel.configureBlocking(false); SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); while(true) {int readyChannels = selector.selectNow();if(readyChannels == 0) continue;Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> 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();} }

?

6.?總結

　　本文簡單總結了Java NIO中的Selector，有了Selector，我們可以實現多路復用，通過少量的線程來監控大量的連接，實現更高性能的服務器，很多現代服務器中都采用了這一特性，比如Tomcat、netty。

　　我們可以往Selector中注冊一些Channel，并且指定我們需要監聽的事件類型，然后監控這些channel，一旦獲取到就緒的事件，則可以執行下一部的操作，這就是一個Selector處理channel的基本流程。

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java NIO学习系列三：Selector的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。