JAVA nio selector 入門
Selector（選擇器）是Java NIO中可以檢測一到多個NIO通道，並可以知曉通道是否爲諸如讀寫事件作好準備的組件。這樣，一個單獨的線程能夠管理多個channel，從而管理多個網絡鏈接。java
爲何使用Selector?服務器
僅用單個線程來處理多個Channels的好處是，只須要更少的線程來處理通道。事實上，能夠只用一個線程處理全部的通道。對於操做系統來講，線程之間上下文切換的開銷很大，並且每一個線程都要佔用系統的一些資源（如內存）。所以，使用的線程越少越好。網絡
可是，須要記住，現代的操做系統和CPU在多任務方面表現的愈來愈好，因此多線程的開銷隨着時間的推移，變得愈來愈小了。實際上，若是一個CPU有多個內核，不使用多任務多是在浪費CPU能力。無論怎麼說，關於那種設計的討論應該放在另外一篇不一樣的文章中。在這裏，只要知道使用Selector可以處理多個通道就足夠了。多線程
Selector的建立socket
經過調用Selector.open()方法建立一個Selector，以下：編碼
Java代碼 
spa
Selector selector = Selector.open(); 操作系統
向Selector註冊通道.net
爲了將Channel和Selector配合使用，必須將channel註冊到selector上。經過SelectableChannel.register()方法來實現，以下：線程
Java代碼
channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ);
與Selector一塊兒使用時，Channel必須處於非阻塞模式下。這意味着不能將FileChannel與Selector一塊兒使用，由於FileChannel不能切換到非阻塞模式。而套接字通道均可以。
注意register()方法的第二個參數。這是一個「interest集合」，意思是在經過Selector監聽Channel時對什麼事件感興趣。能夠監聽四種不一樣類型的事件：
Connect
Accept
Read
Write
通道觸發了一個事件意思是該事件已經就緒。因此，某個channel成功鏈接到另外一個服務器稱爲「鏈接就緒」。一個server socket channel準備好接收新進入的鏈接稱爲「接收就緒」。一個有數據可讀的通道能夠說是「讀就緒」。等待寫數據的通道能夠說是「寫就緒」。
這四種事件用SelectionKey的四個常量來表示：
Java代碼
SelectionKey.OP_CONNECT
SelectionKey.OP_ACCEPT
SelectionKey.OP_READ
SelectionKey.OP_WRITE
若是你對不止一種事件感興趣，那麼能夠用「位或」操做符將常量鏈接起來，以下：
Java代碼
int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;
當向Selector註冊Channel時，register()方法會返回一個SelectionKey對象。這個對象包含了一些你感興趣的屬性：
interest集合
ready集合
Channel
Selector
附加的對象（可選）
下面我會描述這些屬性。
interest集合
就像向Selector註冊通道一節中所描述的，interest集合是你所選擇的感興趣的事件集合。能夠經過SelectionKey讀寫interest集合，像這樣：
Java代碼
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;
能夠看到，用「位與」操做interest 集合和給定的SelectionKey常量，能夠肯定某個肯定的事件是否在interest 集合中。
ready集合
ready 集合是通道已經準備就緒的操做的集合。在一次選擇(Selection)以後，你會首先訪問這個ready set。Selection將在下一小節進行解釋。能夠這樣訪問ready集合：
Java代碼
int readySet = selectionKey.readyOps();
能夠用像檢測interest集合那樣的方法，來檢測channel中什麼事件或操做已經就緒。可是，也可使用如下四個方法，它們都會返回一個布爾類型：
Java代碼
selectionKey.isAcceptable();
selectionKey.isConnectable();
selectionKey.isReadable();
selectionKey.isWritable();
Channel + Selector
從SelectionKey訪問Channel和Selector很簡單。以下：
Java代碼
Channel channel = selectionKey.channel();
Selector selector = selectionKey.selector();
附加的對象
能夠將一個對象或者更多信息附着到SelectionKey上，這樣就能方便的識別某個給定的通道。例如，能夠附加 與通道一塊兒使用的Buffer，或是包含彙集數據的某個對象。使用方法以下：
Java代碼
selectionKey.attach(theObject);
Object attachedObj = selectionKey.attachment();
還能夠在用register()方法向Selector註冊Channel的時候附加對象。如：
Java代碼
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, theObject);
經過Selector選擇通道
一旦向Selector註冊了一或多個通道，就能夠調用幾個重載的select()方法。這些方法返回你所感興趣的事件（如鏈接、接受、讀或寫）已經準備就緒的那些通道。換句話說，若是你對「讀就緒」的通道感興趣，select()方法會返回讀事件已經就緒的那些通道。
下面是select()方法：（該方法是阻塞方法）
int select()
int select(long timeout)
int selectNow()
select()阻塞到至少有一個通道在你註冊的事件上就緒了。
select(long timeout)和select()同樣，除了最長會阻塞timeout毫秒(參數)。
selectNow()不會阻塞，無論什麼通道就緒都馬上返回（譯者注：此方法執行非阻塞的選擇操做。若是自從前一次選擇操做後，沒有通道變成可選擇的，則此方法直接返回零。）。
select()方法返回的int值表示有多少通道已經就緒。亦即，自上次調用select()方法後有多少通道變成就緒狀態。若是調用select()方法，由於有一個通道變成就緒狀態，返回了1，若再次調用select()方法，若是另外一個通道就緒了，它會再次返回1。若是對第一個就緒的channel沒有作任何操做，如今就有兩個就緒的通道，但在每次select()方法調用之間，只有一個通道就緒了。
selectedKeys()
一旦調用了select()方法，而且返回值代表有一個或更多個通道就緒了，而後能夠經過調用selector的selectedKeys()方法，訪問「已選擇鍵集（selected key set）」中的就緒通道。以下所示：
Java代碼
Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
當像Selector註冊Channel時，Channel.register()方法會返回一個SelectionKey 對象。這個對象表明了註冊到該Selector的通道。能夠經過SelectionKey的selectedKeySet()方法訪問這些對象。
能夠遍歷這個已選擇的鍵集合來訪問就緒的通道。以下：
Java代碼
Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
Iterator 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();
}
這個循環遍歷已選擇鍵集中的每一個鍵，並檢測各個鍵所對應的通道的就緒事件。
注意每次迭代末尾的keyIterator.remove()調用。Selector不會本身從已選擇鍵集中移除SelectionKey實例。必須在處理完通道時本身移除。下次該通道變成就緒時，Selector會再次將其放入已選擇鍵集中。
SelectionKey.channel()方法返回的通道須要轉型成你要處理的類型，如ServerSocketChannel或SocketChannel等。
wakeUp()
某個線程調用select()方法後阻塞了，即便沒有通道已經就緒，也有辦法讓其從select()方法返回。只要讓其它線程在第一個線程調用select()方法的那個對象上調用Selector.wakeup()方法便可。阻塞在select()方法上的線程會立馬返回。
若是有其它線程調用了wakeup()方法，但當前沒有線程阻塞在select()方法上，下個調用select()方法的線程會當即「醒來（wake up）」。
close()
用完Selector後調用其close()方法會關閉該Selector，且使註冊到該Selector上的全部SelectionKey實例無效。通道自己並不會關閉。
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下面的例子是當客戶端發送的字符串，server端接收並打印，而後將接收的字符串反饋給client
server端代碼
Java代碼
package hb.server;
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.channels.spi.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
import java.nio.charset.*;
public class NServer {
// 用於檢測全部Channel狀態的Selector
private Selector selector = null;
// 定義實現編碼、解碼的字符集對象
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
public void init() throws IOException {
selector = Selector.open();
// 經過open方法來打開一個未綁定的ServerSocketChannel實例
ServerSocketChannel server = ServerSocketChannel.open();
InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 30000);
// 將該ServerSocketChannel綁定到指定IP地址
server.socket().bind(isa);
// 設置ServerSocket以非阻塞方式工做
server.configureBlocking(false);
// 將server註冊到指定Selector對象
server.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (selector.select() > 0) {
// 依次處理selector上的每一個已選擇的SelectionKey
for (SelectionKey sk : selector.selectedKeys()) {
// 從selector上的已選擇Key集中刪除正在處理的SelectionKey
selector.selectedKeys().remove(sk);
// 若是sk對應的通道包含客戶端的鏈接請求
if (sk.isAcceptable()) {
// 調用accept方法接受鏈接，產生服務器端對應的SocketChannel
SocketChannel sc = server.accept();
// 設置採用非阻塞模式
sc.configureBlocking(false);
// 將該SocketChannel也註冊到selector
sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
// 將sk對應的Channel設置成準備接受其餘請求
sk.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);
}
// 若是sk對應的通道有數據須要讀取
if (sk.isReadable()) {
// 獲取該SelectionKey對應的Channel，該Channel中有可讀的數據
SocketChannel sc = (SocketChannel) sk.channel();
// 定義準備執行讀取數據的ByteBuffer
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
String content = "";
// 開始讀取數據
try {
while (sc.read(buff) > 0) {
buff.flip();
content += charset.decode(buff);
}
// 打印從該sk對應的Channel裏讀取到的數據
System.out.println("=====" + content);
// 將sk對應的Channel設置成準備下一次讀取
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
}
// 若是捕捉到該sk對應的Channel出現了異常，即代表該Channel
// 對應的Client出現了問題，因此從Selector中取消sk的註冊
catch (IOException ex) {
// 從Selector中刪除指定的SelectionKey
sk.cancel();
if (sk.channel() != null) {
sk.channel().close();
}
}
// 若是content的長度大於0，即聊天信息不爲空
if (content.length() > 0) {
// 遍歷該selector裏註冊的全部SelectKey
for (SelectionKey key : selector.keys()) {
// 獲取該key對應的Channel
Channel targetChannel = key.channel();
// 若是該channel是SocketChannel對象
if (targetChannel instanceof SocketChannel) {
// 將讀到的內容寫入該Channel中
SocketChannel dest = (SocketChannel) targetChannel;
dest.write(charset.encode(content));
}
}
}
}
}
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
new NServer().init();
}
}
客戶端
Java代碼
package hb.server;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.nio.charset.*;
import java.util.*;
public class NClient
{
//定義檢測SocketChannel的Selector對象
private Selector selector = null;
//定義處理編碼和解碼的字符集
private Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
//客戶端SocketChannel
private SocketChannel sc = null;
public void init()throws IOException
{
selector = Selector.open();
InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 30000);
//調用open靜態方法建立鏈接到指定主機的SocketChannel
sc = SocketChannel.open(isa);
//設置該sc以非阻塞方式工做
sc.configureBlocking(false);
//將SocketChannel對象註冊到指定Selector
sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
//啓動讀取服務器端數據的線程
new ClientThread().start();
//建立鍵盤輸入流
Scanner scan = new Scanner(System.in);
while (scan.hasNextLine())
{
//讀取鍵盤輸入
String line = scan.nextLine();
//將鍵盤輸入的內容輸出到SocketChannel中
sc.write(charset.encode(line));
}
}
//定義讀取服務器數據的線程
private class ClientThread extends Thread
{
public void run()
{
try
{
while (selector.select() > 0)
{
//遍歷每一個有可用IO操做Channel對應的SelectionKey
for (SelectionKey sk : selector.selectedKeys())
{
//刪除正在處理的SelectionKey
selector.selectedKeys().remove(sk);
//若是該SelectionKey對應的Channel中有可讀的數據
if (sk.isReadable())
{
//使用NIO讀取Channel中的數據
SocketChannel sc = (SocketChannel)sk.channel();
ByteBuffer buff = ByteBuffer.allocate(1024);
String content = "";
while(sc.read(buff) > 0)
{
sc.read(buff);
buff.flip();
content += charset.decode(buff);
}
//打印輸出讀取的內容
System.out.println("聊天信息：" + content);
//爲下一次讀取做準備
sk.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
}
}
}
}
catch (IOException ex)
{
ex.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args)
throws IOException
{
new NClient().init();
}
}
- 1. Java NIO Selector
- 2. java NIO selector
- 3. 7，Java NIO Selector
- 4. Java NIO之Selector
- 5. Java NIO Selector（八）
- 6. Java NIO - Channel與Selector
- 7. NIO - Selector
- 8. Java NIO入門
- 9. java NIO入門
- 10. NIO--Selector
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