jdk的Selector源码分析（一）Selector概述

1系列内容

• jdk Selector设计状况
• jdk nio poll在linux平台下的实现
• jdk nio epoll在linux平台下的实现
• netty 原生epoll在linux平台下的实现
• epoll的2种通知模式边缘触发、水平触发

2 jdk Selector概述

首先来看下文档描述

2.1 建立方式

一个就是直接调用open方法

public static Selector open() throws IOException {
    return SelectorProvider.provider().openSelector();
}

或者调用选用某个SelectorProvider的openSelector

public abstract AbstractSelector openSelector()

2.2 SelectionKey

一个Selector有3种SelectionKey集合

• 一种就是所有注册的SelectionKey集合，即keys()方法返回的结果

• 一种就是活跃的SelectionKey集合，即selectedKeys()方法返回的结果

• 第三种就是已取消的SelectionKey集合，这些已被取消可是还未从Selector取消注册

再确认下下面的几个问题：

• 什么叫注册

  即将一个channel感兴趣的事件注册到Selector上，即以下方法

  SelectionKey register(AbstractSelectableChannel ch, int ops, Object att)

  对于select、poll的Selector实现：仅仅是保存上述AbstractSelectableChannel感兴趣的ops到指定地方

  对于epoll的Selector实现：则是执行系统调用epoll_ctl方法，操做参数是EPOLL_CTL_ADD

• 什么叫取消

  就是调用SelectionKey的cancel方法，该方法的实现是，将该SelectionKey放入cancelledKeys而已，没有作其余操做

• 什么叫取消注册

  取消注册，就是从Selector从释放出来再也不关注某个事件。一般在咱们的select过程当中就会遍历上述cancelledKeys，依次执行取消注册的行为。不一样的Selector有不一样的行为，如epoll则是执行系统调用epoll_ctl方法，操做参数是EPOLL_CTL_DEL。

2.3 三种select方式

分别以下：

int select()：表示一直阻塞到有事件为止

int select(long timeout)：最多阻塞timeout时间

int selectNow()：不阻塞，检查结果后当即返回

2.4 并发性

Selector不是线程安全的，不过大部分状况都是一个线程拥有一个Selector，因此不须要它线程安全。

2.5 使用案例

以ZooKeeper为例，代码简述以下

final Selector selector = Selector.open();

public void run() {
    while (!ss.socket().isClosed()) {
        try {
            selector.select(1000);

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

            for (SelectionKey k : selected) {
                if ((k.readyOps() & SelectionKey.OP_ACCEPT) != 0) {

					//执行accept链接的事件

                    SocketChannel sc = ((ServerSocketChannel) k
                            .channel()).accept();
                    sc.configureBlocking(false);
                    SelectionKey sk = sc.register(selector,
                            SelectionKey.OP_READ);
                    NIOServerCnxn cnxn = createConnection(sc, sk);
                    sk.attach(cnxn);
                    addCnxn(cnxn);
                } else if ((k.readyOps() & (SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE)) != 0) {
					
					//执行IO读写事件
					
                    NIOServerCnxn c = (NIOServerCnxn) k.attachment();
                    c.doIO(k);
                } else {
                    //未知
                }
            }
            selected.clear();
        } catch (RuntimeException e) {
            LOG.warn("Ignoring unexpected runtime exception", e);
        } catch (Exception e) {
            LOG.warn("Ignoring exception", e);
        }
    }
    closeAll();
    LOG.info("NIOServerCnxn factory exited run method");
}

while循环里面不断调用selector.select(1000)方法，而后经过selector.selectedKeys()来获取到有事件的SelectionKey集合，即上述提到的活跃的SelectionKey集合。而后遍历该集合，执行对应的事件。

3 不一样实现类

目前Selector目前有以下实现

针对linux平台的实现：

• PollSelectorImpl：基于poll来实现
• EPollSelectorImpl：基于epoll来实现

针对windows平台的实现：

• WindowsSelectorImpl

而Netty的NioEventLoop则是使用上述linux平台的实现PollSelectorImpl。Netty本身提供了另一种epoll实现，没有直接采用上述jdk自带的EPollSelectorImpl。

4 后续

接下来就要开始重点说说jdk的poll是怎么实现的，即PollSelectorImpl的内容