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java的Selector如何选择通道

更新时间：2024-01-01

Java中的Selector

在Java NIO中，Selector是一个可以用来监听多个通道的对象，可以实现单线程管理多个通道的IO操作。利用Selector，可以实现单个线程处理多个通道的读写事件。

Java中的Selector选择就绪的通道的过程是非阻塞的，当一个通道向Selector注册了某个事件之后，Selector会不断的轮询这些注册的通道，只有当某个通道发生了注册的事件时，Selector才会把该通道作为就绪的通道返回。

Selector的工作原理主要涉及三个核心概念：SelectionKey、SelectableChannel和Selector。SelectionKey表示注册到Selector的通道上的事件，SelectableChannel表示可以被Selector监听的通道，Selector则是通过注册事件和就绪通道集合进行管理。

Selector的选择通道的过程大致分为三步：注册通道、选择通道、处理就绪通道。

注册通道

要使用Selector，需要先为通道注册事件。Java中的SelectableChannel接口表示可以被Selector监听的通道，包括SocketChannel和ServerSocketChannel等。注册通道事件是通过调用SelectableChannel的register方法实现的，该方法会返回一个SelectionKey对象，表示通道注册到Selector上的身份标识。

// 创建Selector
Selector selector = Selctor.open();

// 创建Channel
SocketChannel channel = SocketChannel.open();

// 设置为非阻塞模式
channel.configureBlocking(false);

// 将Channel注册到Selector上，监听读事件
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

选择通道

一旦通道被注册到Selector之后，就可以通过Selector的select方法选择就绪的通道。Selector的select方法有三种形式：

select()：阻塞直到至少有一个通道就绪。
select(long timeout)：阻塞指定的毫秒数，等待就绪的通道。
selectNow()：非阻塞，立即返回就绪的通道。

// 通过Selector选择就绪的通道
int readyChannels = selector.select();

// 获取选择的通道集合
Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

处理就绪通道

当调用Selector的select方法选择就绪通道后，就可以通过处理key集合来处理这些就绪的通道。在处理通道时，可以通过SelectionKey获取关联的SelectableChannel和注册时的事件类型。

// 遍历选择的通道集合
for (SelectionKey key : selectedKeys) {
  // 如果是可读事件
  if (key.isReadable()) {
    // 获取关联的Channel
    SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
    
    // 读取数据
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
    int bytesRead = channel.read(buffer);
    while (bytesRead > 0) {
      buffer.flip();
      while (buffer.hasRemaining()) {
        System.out.print((char) buffer.get());
      }
      buffer.clear();
      bytesRead = channel.read(buffer);
    }
    
    // 处理完后取消绑定
    key.cancel();
  }
}

总结

Java中的Selector通过三个核心概念：SelectionKey、SelectableChannel和Selector，实现了单线程管理多个通道的能力。Selector的选择通道过程包括注册通道、选择通道和处理就绪通道三个步骤。通过调用SelectableChannel的register方法注册通道事件，通过调用Selector的select方法选择就绪通道，并通过处理SelectionKey集合来处理这些就绪的通道。

Selector的好处是可以在一个线程内同时处理多个通道的IO事件，避免了多线程的开销。同时，Selector采用非阻塞模式，提高了IO操作的效率。但是，Selector的实现要复杂一些，需要管理多个通道和事件，适合于IO密集型的应用场景。

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