Java NIO学习笔记四 NIO选择器

Java NIO选择器

  A Selector是一个Java NIO组件,能够检查一个或多个NIO通道,并肯定哪些通道已准备就绪,例如读取或写入。这样一个线程能够管理多个通道,从而管理多个网络链接。服务器

为何选择器?

  使用单个线程来处理多个通道的优势是您须要较少的线程来处理通道。你可使用一个线程来处理你全部的频道。线程之间的切换消耗系统资源较大,每一个线程也占用操做系统中的一些资源(内存)。因此你使用的线程越少越好。网络

  现代操做系统和CPU在多任务处理中变得愈来愈好,因此随着时间的推移,多线程的开销愈来愈小。事实上,若是CPU具备多个内核,处理少许任务时会浪费CPU电源。多线程

  这是一个线程使用Selector来管理3个通道的流程图:测试

Java NIO:选择器
Java NIO:A Thread uses a Selector to handle 3 Channel's

建立选择器

  Selector经过调用Selector.open()方法 建立一个,以下所示:spa

Selector selector= Selector.open();

为选择器注册通道

  为了使用一个ChannelSelector你必须注册ChannelSelector。这是使用SelectableChannel的register()方法完成的 ,以下所示:操作系统

channel.configureBlocking(false);

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

  Channel必须在非阻塞模式与Selector使用。这意味着你不能将FileChannelSelector一块儿使用,由于 FileChannel不能切换到非阻塞模式。Socket channels能够正常工做。线程

  注意register()方法的第二个参数。这是一个“兴趣集”,意思是你能够经过Selector在通道监听你须要的事件,。你能够监听四种不一样的事件:rest

  • Connect
  • Accept
  • Read
  • Write

  “第一事件”的频道也被称为“ready”的事件。所以,已成功链接到其余服务器的通道是“connect ready”。接受传入链接的服务器套接字通道是“Accept”ready。具备准备读取的数据的通道“read”ready。准备好向您写入数据的通道是“write”ready。code

这四个事件由四个SelectionKey常量表示:对象

  1. SelectionKey.OP_CONNECT
  2. SelectionKey.OP_ACCEPT
  3. SelectionKey.OP_READ
  4. SelectionKey.OP_WRITE

若是您对多个事件感兴趣,能够将常数在一块儿使用,以下所示:

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE; 

SelectionKey‘s

  当您Channel使用Selector 该register()方法注册时返回一个SelectionKey对象。此SelectionKey对象包含一些有趣的属性:

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

The interest set   ------  兴趣集

  兴趣集是您感兴趣的“选择”事件集。能够经过如下方式读取和写入该兴趣集SelectionKey

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; 

  能够看到将设置给定SelectionKey常数的选择兴趣集,以肯定某个事件是否在兴趣集中。

The ready set      -----就绪集

  准备集是通道准备好的一组操做。您将主要在选择后访问就绪集。选择在后面的部分进行说明。

  访问就绪集代码展现:

int readySet = selectionKey.readyOps();

  您能够以与兴趣集相同的方式测试,频道准备就绪的事件/操做。可是,您也可使用这四种方法,这些方法都返回布尔值:

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

 Channel + Selector      ----频道+选择器

  访问通道+选择器SelectionKey是不重要的。

   具体操做以下:

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

 attached object (optional)---附加对象

  您能够附加一个对象,SelectionKey这是一种方便识别给定频道或将更多信息附加到频道的方法。例如,您能够附加Buffer您正在使用的频道,或者包含更多聚合数据的对象。如下是附加对象的方法:

selectionKey.attach(theObject);

Object attachedObj = selectionKey.attachment();

  您也能够附上已经一个对象,而注册Channel用 Selector,在register()方法。这是怎么样的样子:

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

经过选择器选择频道

  一旦您注册了一个或多个渠道,Selector您能够调用其中一种select()方法。这些方法返回对您感兴趣的事件(链接,接受,读取或写入)“准备好”的通道。换句话说,若是您对准备阅读的频道感兴趣,您将收到准备从select()方法中阅读的频道。

如下是select()方法:

  • int select()
  • int select(长时间超时)
  • int selectNow()

  select() 阻止至少一个通道为您注册的事件准备好。

  select(long timeout)select()除了它阻塞最多timeout毫秒(参数)外,仍是同样的。

  selectNow()根本不阻止 它当即返回任何通道准备就绪。

  在int由返回的select()方法告诉不少渠道如何准备。也就是说,自从你上次打电话以来,已经有多少个频道准备好了select()。若是您打电话select(),而且返回1,由于一个通道已经准备就绪,而且再次拨打select()一个通道,而且还有一个通道已经准备就绪,它将再次返回1。若是您准备好的第一个频道没有任何功能,您如今能够有2个准备好的频道,但每一个select()通话之间只有一个频道已经准备就绪。

selectedKeys()

  一旦您调用了一种select()方法,其返回值表示一个或多个通道已准备好,您能够经过调用选择器selectedKeys()方法经过“选定的键集”访问就绪通道。这是怎么样的样子:

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

  当你注册一个通道SelectorChannel.register()方法返回一个SelectionKey对象。该键表示通道与该选择器的注册。这些键能够经过该selectedKeySet()方法访问。从 SelectionKey

您能够迭代此选择的密钥集以访问就绪通道。这是怎么样的样子:

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

keyIterator = selectedKeys.iterator();

while(keyIterator.hasNext()){
    
    SelectionKey key = keyIterator.next();

    if(key.isAcceptable()){
        //链接被ServerSocketChannel接受。

    } else if(key.isConnectable()){
        //与远程服务器创建链接。

    } else if(key.isReadable()){
        //一个频道准备好阅读

    } else if(key.isWritable()){
        //一个频道准备好写做了
    }

    keyIterator.remove();
}

  该循环遍历所选密钥集中的密钥。对于每一个密钥,它测试密钥以肯定密钥引用的信道准备好了。

  请注意keyIterator.remove()每次迭代结束时的呼叫。在 Selector不删除SelectionKey从为本身选择的关键实例。当您完成处理频道后,您必须这样作。下一次通道变为“就绪”时,Selector将再次将其添加到所选的键集。

  该SelectionKey.channel()方法返回的通道应该被转换为您须要使用的通道,例如ServerSocketChannel或SocketChannel等。

wakeup()方法

  调用select()被阻止的方法的线程select(),即便没有通道还没有准备就能够离开该方法。这是由具备不一样的线程调用完成Selector.wakeup() 的方法,Selector其中第一线呼吁 select()上。线程等待内线select()而后当即返回。

  若是一个不一样的线程调用wakeup(),而且当前没有线程被阻塞select(),那么调用的下一个线程select()将当即“唤醒”。

close()方法

  当你完成Selector你调用它的close() 方法。这关闭并使所Selector注册的全部SelectionKey 实例无效Selector。渠道自己没有关闭。

全选择器示例

  这是一个打开一个完整的例子Selector,注册一个通道(通道实例化被忽略),而且继续监视Selector 四个事件(接受,链接,读取和写入)的“准备”。

Selector selector = Selector.open();

channel.configureBlocking(false);

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


whiletrue){

  int readyChannels = selector.select();

  if(readyChannels == 0)继续;


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

  keyIterator = selectedKeys.iterator();

  while(keyIterator.hasNext()){

    SelectionKey key = keyIterator.next();

    if(key.isAcceptable()){
        //链接被ServerSocketChannel接受。

    } else if(key.isConnectable()){
        //与远程服务器创建链接。

    } else if(key.isReadable()){
        //一个频道准备好阅读

    } else if(key.isWritable()){
        //一个频道准备好写做了
    }

    keyIterator.remove();
  }
}
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