摘要：抽象類有一個(gè)方法用于使通道處于阻塞模式或非阻塞模式。注意抽象類的方法是由抽象類實(shí)現(xiàn)的，都是直接繼承了抽象類。大家有興趣可以看看的源碼，各種抽象類和抽象類上層的抽象類。

歷史回顧:

Java NIO 概覽

Java NIO 之 Buffer(緩沖區(qū))

Java NIO 之 Channel（通道）

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Selector 一般稱 為選擇器 ，當(dāng)然你也可以翻譯為 多路復(fù)用器 。它是Java NIO核心組件中的一個(gè)，用于檢查一個(gè)或多個(gè)NIO Channel（通道）的狀態(tài)是否處于可讀、可寫。如此可以實(shí)現(xiàn)單線程管理多個(gè)channels,也就是可以管理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈接。

使用Selector的好處在于： 使用更少的線程來(lái)就可以來(lái)處理通道了， 相比使用多個(gè)線程，避免了線程上下文切換帶來(lái)的開銷。

通過(guò)調(diào)用Selector.open()方法創(chuàng)建一個(gè)Selector對(duì)象，如下：

Selector selector = Selector.open();

這里需要說(shuō)明一下

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

Channel必須是非阻塞的。
所以FileChannel不適用Selector，因?yàn)镕ileChannel不能切換為非阻塞模式，更準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)是因?yàn)镕ileChannel沒(méi)有繼承SelectableChannel。Socket channel可以正常使用。

SelectableChannel抽象類 有一個(gè) configureBlocking（） 方法用于使通道處于阻塞模式或非阻塞模式。

abstract SelectableChannel configureBlocking(boolean block)  

SelectableChannel抽象類的configureBlocking（） 方法是由 AbstractSelectableChannel抽象類實(shí)現(xiàn)的，SocketChannel、ServerSocketChannel、DatagramChannel都是直接繼承了 AbstractSelectableChannel抽象類 。
大家有興趣可以看看NIO的源碼，各種抽象類和抽象類上層的抽象類。我本人暫時(shí)不準(zhǔn)備研究NIO源碼，因?yàn)檫€有很多事情要做，需要研究的同學(xué)可以自行看看。

register() 方法的第二個(gè)參數(shù)。這是一個(gè)“ interest集合 ”，意思是在通過(guò)Selector監(jiān)聽Channel時(shí)對(duì)什么事件感興趣?？梢员O(jiān)聽四種不同類型的事件：

Connect

Accept

Read

Write

通道觸發(fā)了一個(gè)事件意思是該事件已經(jīng)就緒。比如某個(gè)Channel成功連接到另一個(gè)服務(wù)器稱為“ 連接就緒 ”。一個(gè)Server Socket Channel準(zhǔn)備好接收新進(jìn)入的連接稱為“ 接收就緒 ”。一個(gè)有數(shù)據(jù)可讀的通道可以說(shuō)是“ 讀就緒 ”。等待寫數(shù)據(jù)的通道可以說(shuō)是“ 寫就緒 ”。

這四種事件用SelectionKey的四個(gè)常量來(lái)表示：

SelectionKey.OP_CONNECT
SelectionKey.OP_ACCEPT
SelectionKey.OP_READ
SelectionKey.OP_WRITE

如果你對(duì)不止一種事件感興趣，使用或運(yùn)算符即可，如下：

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

一個(gè)SelectionKey鍵表示了一個(gè)特定的通道對(duì)象和一個(gè)特定的選擇器對(duì)象之間的注冊(cè)關(guān)系。

key.attachment(); //返回SelectionKey的attachment，attachment可以在注冊(cè)channel的時(shí)候指定。
key.channel(); // 返回該SelectionKey對(duì)應(yīng)的channel。
key.selector(); // 返回該SelectionKey對(duì)應(yīng)的Selector。
key.interestOps(); //返回代表需要Selector監(jiān)控的IO操作的bit mask
key.readyOps(); // 返回一個(gè)bit mask，代表在相應(yīng)channel上可以進(jìn)行的IO操作。

key.interestOps():

我們可以通過(guò)以下方法來(lái)判斷Selector是否對(duì)Channel的某種事件感興趣

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;

key.readyOps()

ready 集合是通道已經(jīng)準(zhǔn)備就緒的操作的集合。JAVA中定義以下幾個(gè)方法用來(lái)檢查這些操作是否就緒.

//創(chuàng)建ready集合的方法
int readySet = selectionKey.readyOps();
//檢查這些操作是否就緒的方法
key.isAcceptable();//是否可讀，是返回 true
boolean isWritable()：//是否可寫，是返回 true
boolean isConnectable()：//是否可連接，是返回 true
boolean isAcceptable()：//是否可接收，是返回 true

從SelectionKey訪問(wèn)Channel和Selector很簡(jiǎn)單。如下：

Channel channel = key.channel();
Selector selector = key.selector();
key.attachment();

可以將一個(gè)對(duì)象或者更多信息附著到SelectionKey上，這樣就能方便的識(shí)別某個(gè)給定的通道。例如，可以附加 與通道一起使用的Buffer，或是包含聚集數(shù)據(jù)的某個(gè)對(duì)象。使用方法如下：

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

還可以在用register()方法向Selector注冊(cè)Channel的時(shí)候附加對(duì)象。如：

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

選擇器維護(hù)注冊(cè)過(guò)的通道的集合，并且這種注冊(cè)關(guān)系都被封裝在SelectionKey當(dāng)中.

Selector維護(hù)的三種類型SelectionKey集合：

已注冊(cè)的鍵的集合(Registered key set)

所有與選擇器關(guān)聯(lián)的通道所生成的鍵的集合稱為已經(jīng)注冊(cè)的鍵的集合。并不是所有注冊(cè)過(guò)的鍵都仍然有效。這個(gè)集合通過(guò) keys() 方法返回，并且可能是空的。這個(gè)已注冊(cè)的鍵的集合不是可以直接修改的；試圖這么做的話將引發(fā)java.lang.UnsupportedOperationException。

已選擇的鍵的集合(Selected key set)

所有與選擇器關(guān)聯(lián)的通道所生成的鍵的集合稱為已經(jīng)注冊(cè)的鍵的集合。并不是所有注冊(cè)過(guò)的鍵都仍然有效。這個(gè)集合通過(guò) keys() 方法返回，并且可能是空的。這個(gè)已注冊(cè)的鍵的集合不是可以直接修改的；試圖這么做的話將引發(fā)java.lang.UnsupportedOperationException。

已取消的鍵的集合(Cancelled key set)

已注冊(cè)的鍵的集合的子集，這個(gè)集合包含了 cancel() 方法被調(diào)用過(guò)的鍵(這個(gè)鍵已經(jīng)被無(wú)效化)，但它們還沒(méi)有被注銷。這個(gè)集合是選擇器對(duì)象的私有成員，因而無(wú)法直接訪問(wèn)。

注意：
當(dāng)鍵被取消（ 可以通過(guò)isValid( ) 方法來(lái)判斷）時(shí)，它將被放在相關(guān)的選擇器的已取消的鍵的集合里。注冊(cè)不會(huì)立即被取消，但鍵會(huì)立即失效。當(dāng)再次調(diào)用 select( ) 方法時(shí)（或者一個(gè)正在進(jìn)行的select()調(diào)用結(jié)束時(shí)），已取消的鍵的集合中的被取消的鍵將被清理掉，并且相應(yīng)的注銷也將完成。通道會(huì)被注銷，而新的SelectionKey將被返回。當(dāng)通道關(guān)閉時(shí)，所有相關(guān)的鍵會(huì)自動(dòng)取消（記住，一個(gè)通道可以被注冊(cè)到多個(gè)選擇器上）。當(dāng)選擇器關(guān)閉時(shí)，所有被注冊(cè)到該選擇器的通道都將被注銷，并且相關(guān)的鍵將立即被無(wú)效化（取消）。一旦鍵被無(wú)效化，調(diào)用它的與選擇相關(guān)的方法就將拋出CancelledKeyException。

select()方法介紹：

在剛初始化的Selector對(duì)象中，這三個(gè)集合都是空的。 通過(guò)Selector的select（）方法可以選擇已經(jīng)準(zhǔn)備就緒的通道 （這些通道包含你感興趣的的事件）。比如你對(duì)讀就緒的通道感興趣，那么select（）方法就會(huì)返回讀事件已經(jīng)就緒的那些通道。下面是Selector幾個(gè)重載的select()方法：

int select()：阻塞到至少有一個(gè)通道在你注冊(cè)的事件上就緒了。

int select(long timeout)：和select()一樣，但最長(zhǎng)阻塞時(shí)間為timeout毫秒。

int selectNow()：非阻塞，只要有通道就緒就立刻返回。

select()方法返回的int值表示有多少通道已經(jīng)就緒,是自上次調(diào)用select()方法后有多少通道變成就緒狀態(tài)。之前在select（）調(diào)用時(shí)進(jìn)入就緒的通道不會(huì)在本次調(diào)用中被記入，而在前一次select（）調(diào)用進(jìn)入就緒但現(xiàn)在已經(jīng)不在處于就緒的通道也不會(huì)被記入。例如：首次調(diào)用select()方法，如果有一個(gè)通道變成就緒狀態(tài)，返回了1，若再次調(diào)用select()方法，如果另一個(gè)通道就緒了，它會(huì)再次返回1。如果對(duì)第一個(gè)就緒的channel沒(méi)有做任何操作，現(xiàn)在就有兩個(gè)就緒的通道，但在每次select()方法調(diào)用之間，只有一個(gè)通道就緒了。

一旦調(diào)用select()方法，并且返回值不為0時(shí)，則 可以通過(guò)調(diào)用Selector的selectedKeys()方法來(lái)訪問(wèn)已選擇鍵集合 。如下：
Set selectedKeys=selector.selectedKeys();
進(jìn)而可以放到和某SelectionKey關(guān)聯(lián)的Selector和Channel。如下所示：

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();
}

選擇器執(zhí)行選擇的過(guò)程，系統(tǒng)底層會(huì)依次詢問(wèn)每個(gè)通道是否已經(jīng)就緒，這個(gè)過(guò)程可能會(huì)造成調(diào)用線程進(jìn)入阻塞狀態(tài),那么我們有以下三種方式可以喚醒在select（）方法中阻塞的線程。

wakeup()方法 ：通過(guò)調(diào)用Selector對(duì)象的wakeup（）方法讓處在阻塞狀態(tài)的select()方法立刻返回

該方法使得選擇器上的第一個(gè)還沒(méi)有返回的選擇操作立即返回。如果當(dāng)前沒(méi)有進(jìn)行中的選擇操作，那么下一次對(duì)select()方法的一次調(diào)用將立即返回。

close()方法 ：通過(guò)close（）方法關(guān)閉Selector，

該方法使得任何一個(gè)在選擇操作中阻塞的線程都被喚醒（類似wakeup（）），同時(shí)使得注冊(cè)到該Selector的所有Channel被注銷，所有的鍵將被取消，但是Channel本身并不會(huì)關(guān)閉。

一個(gè)服務(wù)端的模板代碼：

有了模板代碼我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，大多數(shù)時(shí)間都是在模板代碼中添加相應(yīng)的業(yè)務(wù)代碼

ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
ssc.configureBlocking(false);

Selector selector = Selector.open();
ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

while(true) {
    int readyNum = selector.select();
    if (readyNum == 0) {
        continue;
    }

    Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
    Iterator it = selectedKeys.iterator();
    
    while(it.hasNext()) {
        SelectionKey key = it.next();
        
        if(key.isAcceptable()) {
            // 接受連接
        } else if (key.isReadable()) {
            // 通道可讀
        } else if (key.isWritable()) {
            // 通道可寫
        }
        
        it.remove();
    }
}

服務(wù)端：

package selector;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class WebServer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
            ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8000));
            ssc.configureBlocking(false);

            Selector selector = Selector.open();
            // 注冊(cè) channel，并且指定感興趣的事件是 Accept
            ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

            ByteBuffer readBuff = ByteBuffer.allocate(1024);
            ByteBuffer writeBuff = ByteBuffer.allocate(128);
            writeBuff.put("received".getBytes());
            writeBuff.flip();

            while (true) {
                int nReady = selector.select();
                Set keys = selector.selectedKeys();
                Iterator it = keys.iterator();

                while (it.hasNext()) {
                    SelectionKey key = it.next();
                    it.remove();

                    if (key.isAcceptable()) {
                        // 創(chuàng)建新的連接，并且把連接注冊(cè)到selector上，而且，
                        // 聲明這個(gè)channel只對(duì)讀操作感興趣。
                        SocketChannel socketChannel = ssc.accept();
                        socketChannel.configureBlocking(false);
                        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                    }
                    else if (key.isReadable()) {
                        SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                        readBuff.clear();
                        socketChannel.read(readBuff);

                        readBuff.flip();
                        System.out.println("received : " + new String(readBuff.array()));
                        key.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE);
                    }
                    else if (key.isWritable()) {
                        writeBuff.rewind();
                        SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                        socketChannel.write(writeBuff);
                        key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
                    }
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客戶端：

package selector;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;

public class WebClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try {
            SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
            socketChannel.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8000));

            ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(32);
            ByteBuffer readBuffer = ByteBuffer.allocate(32);

            writeBuffer.put("hello".getBytes());
            writeBuffer.flip();

            while (true) {
                writeBuffer.rewind();
                socketChannel.write(writeBuffer);
                readBuffer.clear();
                socketChannel.read(readBuffer);
            }
        } catch (IOException e) {
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：

先運(yùn)行服務(wù)端，再運(yùn)行客戶端，服務(wù)端會(huì)不斷收到客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的消息。

其他實(shí)例：

《基于 Java NIO 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的 HTTP 服務(wù)器》

官方JDK相關(guān)文檔

谷歌搜索排名第一的Java NIO教程

《Java NIO》

《Java 8編程官方參考教程（第9版）》

Java NIO Selector詳解（含多人聊天室實(shí)例）

Java NIO(6): Selector

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