以前大家都是用阻塞式IO来对网络IO进行数据请求，对于不同的IO都要分配一个线程来处理，如果没有数据就会进行等待，从而造成了阻塞，这种方式极大地浪费了资源（如图1）。于是，有人就提出了一个想法，使用一个线程去监控多个IO请求，如果哪一个IO数据准备完毕后就通知相应的线程来处理，这就是selector模型（如图2）。而Java中的selector就是对selector模型的一种实现，用于询问选择已就绪的IO处理任务。
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Selector的几个核心的概念
- Channel（通道）：用于进行网络传输的通道，网络传输的数据都放在通道中，可以进行写入，也可以进行读取。Channel主要有两种：ServerSocketChannel和SocketChannel，其中ServerSocketChannel是用于服务端开发的，而SocketChannel是用于客户端开发的。
- Selector（选择器）：用于进行监控多个通道数据状态。
- SelectableChannel（可选择通道）：可以被选择器选择的通道，继承了抽象类SelectableChannel的Channel，而FileChannel没有继承此类，所以不可以被选择器选择。
-
SelectionKey（选择键）：用于表示通道可以被选择的某种就绪事件状态。选择键的事件主要有以下几种：
OP_READ：可读事件。OP_WRITE：可写事件。OP_CONNECT：客户端连接服务端的事件，一般为创建SocketChannel客户端channel。OP_ACCEPT：服务端接收客户端连接的事件，一般为创建ServerSocketChannel服务端channel。
Selector的使用
1.创建选择器
Selector selector = Selector.open();
2.获取通道
ServerSocketChannel channel = ServerSocketChannel.open(); // 创建通道
channel.bind(new InetSocketAddress(8080)); // 绑定端口
channel.configureBlocking(false); // 设置为非阻塞，注册到selector上的通道一定设置为非阻塞，否则会报IllegalBlockingModeException错误
3.将通道注册到选择器上
channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 将通道注册到选择器上，监听可接收事件，对于监听多个事件可以用“按位或”来操作
4.轮询已就绪的事件，并对不同的事件进行处理
while (true) {
int count = selector.select(); // 获取已就绪事件的数量
if (count == 0) {
continue;
}
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); // 获取已就绪键集
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key = iterator.next();
if(key.isAcceptable()) {
// 接收处理
} else if (key.isConnectable()) {
// 连接处理
} else if (key.isReadable()) {
// 读取处理
} else if (key.isWritable()) {
// 写入处理
}
key.remove(); // 移除键，防止下次重复处理
}
}
// 注意：key.isWritable只要建立连接，就会触发，所以在设置可写入事件时，在写入之后要改回可监听事件，否则就会死循环
其他关于Selector的知识点
Selector内部总共维护了三组键集：
keys：当前Channel注册在Selector上面的所有的key，可以调用keys()获取。
selectedKeys：当前Channel所有已就绪的事件，可以调用selectedKeys()获取。
cancelledKeys：当前Channel所有已取消的事件，主动调用cancel()方法的事件会放在该集合。
其他一些常用的方法：
-
Selector#isOpen()：判断selector是否是open状态，如果调用了close()方法则会返回false。 -
SelectionKey#isValid()：判断选择键是否有效。 -
Selector#selectNow()：获取是否有就绪的事件，该方法立即返回结果，不会阻塞。 -
Selector#select(long timeout)：在超时时间内，有就绪事件时才会返回，其次超过时间也会返回。 -
Selector#select()：阻塞直到有事件就绪时才会返回 -
Selector#wakeup()：调用该方法会时，阻塞在select()处的线程会立即返回。即使当前不存在线程阻塞在select()处，那么下一个select()方法也会立即返回。 -
Selector#close()：用完Selector后调用其close()方法会关闭该Selector，且使注册到该Selector上的所有SelectionKey实例无效。
一个Selector的简单示例
/**
仅服务端，客户端可以使用telnet命令
**/
@Test
public void testSelector() throws IOException, InterruptedException {
ServerSocketChannel channel = ServerSocketChannel.open(); // 创建通道
channel.bind(new InetSocketAddress(8080)); // 绑定端口号
channel.configureBlocking(false); // 设置为非阻塞
Selector selector = Selector.open(); // 创建选择器
channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 注册到选择器上
Thread thread = new Thread(() -> {
try {
while (true) {
int count = selector.select(); // 获取已就绪事件数量
if (count == 0) {
continue;
}
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys(); // 获取已就绪键集
Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key = iterator.next();
if (!key.isValid()) { // 判断选择键是否有效
continue;
} else if (key.isAcceptable()) { // 处理接收事件
SocketChannel socket = channel.accept();
socket.configureBlocking(false);
socket.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
System.out.println("已注册" + socket);
} else if (key.isReadable()) { // 处理读取事件
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024); // 声明buffer
socketChannel.read(byteBuffer); // 将通道中的数据读取到buffer
byteBuffer.flip();
byte[] bytes = new byte[byteBuffer.remaining()];
byteBuffer.get(bytes);
String str = new String(bytes);
str = "\r\nreceive: " + str;
System.out.println(str);
socketChannel.write(ByteBuffer.wrap(str.getBytes())); // 将数据写回通道中
}
iterator.remove();
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
thread.start();
thread.join();
}
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