Java NIO学习-详细内容（二）

五、Selector与SelectionKey

　　Selector是SelectableChannel 对象的多路复用器，为什么使用Selector?

　　仅用单个线程来处理多个Channels的好处是，只需要更少的线程来处理通道。事实上，可以只用一个线程处理所有的通道。对于操作系统来说，线程之间上下文切换的开销很大，而且每个线程都要占用系统的一些资源（如内存）。因此，使用的线程越少越好。

　　但是，需要记住，现代的操作系统和CPU在多任务方面表现的越来越好，所以多线程的开销随着时间的推移，变得越来越小了。实际上，如果一个CPU有多个内核，不使用多任务可能是在浪费CPU能力。不管怎么说，关于那种设计的讨论应该放在另一篇不同的文章中。在这里，只要知道使用Selector能够处理多个通道就足够了。

具体实现步骤：

　　1、创建Selector：Selector selector = Selector.open();

　　2、把Channel与对该Channel感兴趣的事件注册到Selector中：

　　　  通过SelectableChannel.register()方法来实现

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

　　　　与Selector一起使用时，Channel必须处于非阻塞模式下。这意味着不能将FileChannel与Selector一起使用，因为FileChannel不能切换到非阻塞模式。而套接字通道都可以。

　　　　register()方法的第二个参数是一个“interest集合”，意思是在通过Selector监听Channel时对什么事件感兴趣。可以监听四种不同类型的事件：Connect,Accept,Read,Write。

　　　　通道触发了一个事件意思是该事件已经就绪。所以，某个channel成功连接到另一个服务器称为“连接就绪”。一个server socket channel准备好接收新进入的连接称为“接收就绪”。一个有数据可读的通道可以说是“读就绪”。等待写数据的通道可以说是“写就绪”。

　　　　这四种事件用SelectionKey的四个常量来表示：SelectionKey.OP_CONNECT, SelectionKey.OP_ACCEPT, SelectionKey.OP_READ, SelectionKey.OP_WRITE

　　　　如果你对不止一种事件感兴趣，那么可以用“位或”操作符将常量连接起来，如下：int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

　　3、保存SelectionKey对象

　　　　当向Selector注册Channel时，register()方法会返回一个SelectionKey对象。这个对象包含了一些你感兴趣的属性：interest集合, ready集合, Channel, Selector, 附加的对象（可选）

　　　　(1)、interest集合是你所选择的感兴趣的事件集合。可以通过SelectionKey读写interest集合，像这样：

            int interestSet = selectionKey.interestOps();
boolean isInterestedInAccept  = (interestSet & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT；
boolean isInterestedInConnect = interestSet & SelectionKey.OP_CONNECT;
boolean isInterestedInRead    = interestSet & SelectionKey.OP_READ;
boolean isInterestedInWrite   = interestSet & SelectionKey.OP_WRITE;

　　　　用“位与”操作interest 集合和给定的SelectionKey常量，可以确定某个确定的事件是否在interest 集合中。

　　　　(2)、ready 集合是通道已经准备就绪的操作的集合。在一次选择(Selection)之后，你会首先访问这个ready set。

　　　　　　int readySet = selectionKey.readyOps();

　　　　　　可以用像检测interest集合那样的方法，来检测channel中什么事件或操作已经就绪。但是，也可以使用以下四个方法，它们都会返回一个布尔类型：

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

　　　　(3)、Channel + Selector

　　　　　　　就是注册时的Channel与Selector引用

　　　　(4)、附加的对象

　　　　　　　可以将一个对象或者更多信息附着到SelectionKey上，这样就能方便的识别某个给定的通道。例如，可以附加 与通道一起使用的Buffer，或是包含聚集数据的某个对象。使用方法如下：

            selectionKey.attach(theObject);
Object attachedObj = selectionKey.attachment();

　　　　　　　还可以在用register()方法向Selector注册Channel的时候附加对象。如：SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, theObject);

 　　　4、在单线程中通过Selector选择通道

　　　　一旦向Selector注册了一或多个通道，就可以调用几个重载的select()方法。这些方法返回你所感兴趣的事件（如连接、接受、读或写）已经准备就绪的那些通道。换句话说，如果你对“读就绪”的通道感兴趣，select()方法会返回读事件已经就绪的那些通道。

　　　　int select()　　阻塞到至少有一个通道在你注册的事件上就绪了。
　　　　int select(long timeout)　　和select()一样，除了最长会阻塞timeout毫秒(参数)。
　　　　int selectNow()　　不会阻塞，不管什么通道就绪都立刻返回（译者注：此方法执行非阻塞的选择操作。如果自从前一次选择操作后，没有通道变成可选择的，则此方法直接返回零）。

　　　　select()方法返回的int值表示有多少通道已经就绪。亦即，自上次调用select()方法后有多少通道变成就绪状态。如果调用select()方法，因为有一个通道变成就绪状态，返回了1，若再次调用select()方法，如果另一个通道就绪了，它会再次返回1。如果对第一个就绪的channel没有做任何操作，现在就有两个就绪的通道，但在每次select()方法调用之间，只有一个通道就绪了。

　　　5、通过selectedKeys()获取所有上一步被选中的SelectionKey，在通过SelectionKey获取到通道

　　　　一旦调用了select()方法，并且返回值表明有一个或更多个通道就绪了，然后可以通过调用selector的selectedKeys()方法，访问“已选择键集（selected key set）”中的就绪通道。如下所示：

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

　　　　当向Selector注册Channel时，Channel.register()方法会返回一个SelectionKey 对象。这个对象代表了注册到该Selector的通道。可以通过selector的selectedKeys()方法访问这些对象。

　　　　可以遍历这个已选择的键集合来访问就绪的通道。如下：　　

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.
    } elseif (key.isConnectable()) {
        // a connection was established with a remote server.
    } elseif (key.isReadable()) {
        // a channel is ready for reading
    } elseif (key.isWritable()) {
        // a channel is ready for writing    }
    keyIterator.remove();
}

　　　　这个循环遍历已选择键集中的每个键，并检测各个键所对应的通道的就绪事件。

　　　　注意每次迭代末尾的keyIterator.remove()调用。Selector不会自己从已选择键集中移除SelectionKey实例。必须在处理完通道时自己移除。下次该通道变成就绪时，Selector会再次将其放入已选择键集中。

　　　　SelectionKey.channel()方法返回的通道需要转型成你要处理的类型，如ServerSocketChannel或SocketChannel等。

　　　　6、其他相关操作

　　　　　　wakeUp()

　　　　　　某个线程调用select()方法后阻塞了，即使没有通道已经就绪，也有办法让其从select()方法返回。只要让其它线程在第一个线程调用select()方法的那个对象上调用Selector.wakeup()方法即可。阻塞在select()方法上的线程会立马返回。

　　　　　　如果有其它线程调用了wakeup()方法，但当前没有线程阻塞在select()方法上，下个调用select()方法的线程会立即“醒来（wake up）”。

　　　　　　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。通道本身并不会关闭。

　　　　　　完整使用示例　　

Selector selector = Selector.open();
channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while(true) {
  int readyChannels = selector.select();
  if(readyChannels == 0) continue;
  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.
    } elseif (key.isConnectable()) {
        // a connection was established with a remote server.
    } elseif (key.isReadable()) {
        // a channel is ready for reading
    } elseif (key.isWritable()) {
        // a channel is ready for writing    }
    keyIterator.remove();
  }
}

原文：http://www.cnblogs.com/guangshan/p/4883144.html