NIO Selector 详解

Java NIO（New I/O）中的 Selector 是一个关键组件，用于实现非阻塞 I/O 操作。它允许一个线程同时监视多个通道（Channel）上的事件，比如连接请求、数据到达等。通过使用 Selector，可以提高应用程序的性能和资源利用率，尤其是在处理大量并发连接时。

Selector 的基本概念

• 非阻塞 I/O：Java NIO 支持非阻塞模式，允许通道在没有可用数据时立即返回，而不是阻塞线程。这使得一个线程可以管理多个连接。

• 通道（Channel）：NIO 的核心概念之一，代表一个能够执行 I/O 操作的对象，如 SocketChannel、ServerSocketChannel 等。

• 选择器（Selector）：用于监视多个通道的 I/O事件。通过 Selector，一个线程可以高效地管理多个通道。

• 选择键（SelectionKey）：表示注册在 Selector 上的通道及其感兴趣的事件。每个通道在 Selector 上注册后，会生成一个 SelectionKey。

Selector 的主要方法

1. open()：

   Selector selector = Selector.open();
   

   创建一个新的 Selector 实例。

2. register()：

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

   将通道注册到 Selector 上，并指定感兴趣的事件（如 OP_READ、OP_WRITE、OP_CONNECT、OP_ACCEPT）。

3. select()：

   int readyChannels = selector.select();
   

   阻塞直到至少有一个通道准备好进行 I/O 操作。

4. selectNow()：

   int readyChannels = selector.selectNow();
   

   非阻塞版本的 select()，立即返回可用的通道数。

5. select(long timeout)：

   int readyChannels = selector.select(1000);
   

   带超时的 select() 方法，阻塞到有通道准备好或超时。

6. selectedKeys()：

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

   返回一组 SelectionKey，代表已准备好的通道。

7. wakeup()：

   selector.wakeup();
   

   使阻塞在 select() 方法上的线程立即返回。

8. close()：

   selector.close();
   

   关闭 Selector，释放资源。

使用 Selector 的基本步骤

1. 打开 Selector：

   Selector selector = Selector.open();
   

2. 打开并配置通道：

   ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
   serverChannel.bind(new InetSocketAddress(port));
   serverChannel.configureBlocking(false);
   

3. 将通道注册到 Selector：

   serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
   

4. 循环等待事件：

   while (true) {
       int readyChannels = selector.select();
       if (readyChannels == 0) continue;
   
       Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
       Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();
   
       while (keyIterator.hasNext()) {
           SelectionKey key = keyIterator.next();
   
           if (key.isAcceptable()) {
               // 处理接受事件
           } else if (key.isReadable()) {
               // 处理读取事件
           } else if (key.isWritable()) {
               // 处理写入事件
           } else if (key.isConnectable()) {
               // 处理连接事件
           }
   
           keyIterator.remove();
       }
   }
   

注意事项

• 线程安全性：Selector 不是线程安全的，通常一个 Selector 由一个线程管理。
• 资源管理：确保在不使用时关闭通道和选择器，以释放资源。
• 事件处理：处理完每个 SelectionKey 后，需要从 selectedKeys 集合中移除，以避免重复处理。

使用 Selector 可以有效地管理多个网络连接，尤其适用于需要处理大量并发连接的服务器应用程序。

参考：

NIO SelectionKey 详解
我们在看 xxljob 源码时 ，就有哟过netty 做http服务器的代码