Selector选择器

选择器(Selector)

Selector 一般称 为选择器 ,也可以翻译为 多路复用器 。它是Java NIO核心组件中的一个,用于检查一个或多个NIO Channel(通道)的状态是否处于可读、可写。如此可以实现单线程管理多个channels,也就是可以管理多个网络链接

学习Selector之前,需要先了解阻塞IO和非阻塞IO的区别。以烧水为例,出场人物:老王,普通水壶和响水壶。

  1. 老王用水壶煮水,并且站在那里,不管水开没开,每隔一定时间看看水开了没。期间不做其他事情,这就是同步阻塞。显然这种方案效率低下。

  2. 老王还是用水壶煮水,不再傻傻的站在那里看水开,而是跑去上网,但是还是会每隔一段时间过来看看水开了没有,水没有开就走人。这是同步非阻塞。

  3. 老王这次使用响水壶来煮水,站在那里,但是不会再每隔一段时间去看水开,而是等水开了,水壶会自动的通知他。这是异步阻塞。

  4. 老王还是使用响水壶煮水,跑去上网,等着响水壶自己把水煮熟了以后通知他。这是异步非阻塞。

通过以上故事,我们得到了同步和异步,阻塞和非阻塞几个概念:

  1. 同步和异步

    同步就是烧开水,需要自己去轮询(每隔一段时间去看看水开了没),异步就是水开了,然后水壶会通知你水已经开了,你可以回来处理这些开水了。同步和异步是相对于操作结果来说,会不会等待结果返回。

  2. 阻塞和非阻塞

    阻塞就是说在煮水的过程中,你不可以去干其他的事情,非阻塞就是在同样的情况下,可以同时去干其他的事情。阻塞和非阻塞是相对于线程是否被阻塞。

IO 包中的类是典型的阻塞设计,这无法发挥的性能,就需要使用多线程来解决阻塞问题

在 NIO 中,Selector的作用就是用来轮询每个注册的Channel,一旦发现Channel有注册的事件发生,便获取事件然后进行处理 。

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Selector一些主要方法

方法 说明
open() 打开一个选择器。
select() 选择一组键,其相应的通道已为 I/O 操作准备就绪。
selectedKeys() 返回此选择器的已选择键集(SelectionKey)。

示例

//通过调用Selector.open()方法创建一个Selector对象
 Selector selector = Selector.open();
 //注册Channel到Selector
 channel.configureBlocking(false);
 SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ);

Channel 必须是非阻塞的 所以 FileChannel 不适用 Selector,因为 FileChannel 不能切换为非阻塞模式,更准确的来说是因为 FileChannel没有继承SelectableChannel。Socket channel可以正常使用。

SelectionKey

SelectionKey 可以称为 interest集合 。 意思是在通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣 。通道触发了一个事件意思是该事件已经就绪。

  1. 某个Channel成功连接到另一个服务器称为 连接就绪

  2. 一个Server Socket Channel准备好接收新进入的连接称为 接收就绪

  3. 一个有数据可读的通道可以说是 读就绪

  4. 等待写数据的通道可以说是写就绪

字段 说明
OP_ACCEPT 用于套接字接收操作的操作集位。
OP_CONNECT 用于套接字连接操作的操作集位。
OP_READ 用于读取操作的操作集位。
OP_WRITE 用于写入操作的操作集位。

如果需要不止一种事件,使用或运算符即可,如下:

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

一个SelectionKey键表示了一个特定的通道对象和一个特定的选择器对象之间的注册关系

//返回SelectionKey的attachment,attachment可以在注册channel的时候指定。
 key.channel();   // 返回该SelectionKey对应的channel。
 key.selector();  // 返回该SelectionKey对应的Selector。
 key.interestOps();  //返回代表需要Selector监控的IO操作的bit mask
 key.readyOps();  // 返回一个bit mask,代表在相应channel上可以进行的IO操作
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