Java Nio 简明教程

Java NIO - Selector

如我们所知，Java NIO 支持从多个通道和缓冲区进行多个事务。因此，为了检查一个或多个 NIO 通道并确定哪些通道已准备好进行数据事务，即读取或写入，Java NIO 提供选择器。

使用选择器，我们可以让线程知道哪个通道已准备好进行数据写入和读取，并处理特定通道。

我们可以通过调用其静态方法 open() 来获取选择器实例。在打开选择器后，我们必须向其注册非阻塞模式通道，这将返回 SelectionKey 实例。

SelectionKey 基本上是可以使用通道执行的操作集合，或者可以说我们可以借助选择器密钥了解通道的状态。

表示选择器密钥通道的主要操作或状态是：

  1. SelectionKey.OP_CONNECT - 已准备连接到服务器的通道。

  2. SelectionKey.OP_ACCEPT - 已准备好接受传入连接的通道。

  3. SelectionKey.OP_READ - 已准备好进行数据读取的通道。

  4. SelectionKey.OP_WRITE - 已准备好进行数据写入的通道。

注册后获得的选择器密钥具有以下几个重要方法：

  1. attach() - 此方法用于将对象附加到密钥。将对象附加到通道的主要目的是识别相同的通道。

  2. attachment() - 此方法用于从通道获取附加对象。

  3. channel() - 此方法用于获取为其创建特定密钥的通道。

  4. selector() - 此方法用于获取为其创建特定密钥的选择器。

  5. isValid() - 此方法返回密钥是否有效。

  6. isReadable() - 此方法说明密钥的通道是否已准备好读取。

  7. isWritable() - 此方法说明密钥的通道是否已准备好写入。

  8. isAcceptable() - 此方法说明密钥的通道是否已准备好接受传入的连接。

  9. isConnectable() - 此方法测试密钥的通道是否已完成或失败完成其 socket 连接操作。

  10. isAcceptable() - 此方法测试密钥的通道是否已准备好接受新的 socket 连接。

  11. interestOps() - 此方法检索此密钥的兴趣集。

  12. readyOps() - 此方法检索就绪集，它是通道已准备好的操作的集合。

通过调用其静态方法 select() ，我们可以从选择器中选择通道。选择器的选择方法被重载为 -

  1. select() -此方法阻塞当前线程，直到至少一个通道为其注册的事件准备好。

  2. select(long timeout) - 此方法与 select() 相同，但它最多阻塞线程 timeout 毫秒（参数）。

  3. selectNow() - 此方法根本不会阻塞。它立即返回任何就绪的通道。

此外，为了离开调用选择方法的阻塞线程，可以在选择器实例中调用 wakeup() 方法，然后在 select() 中等待的线程将立即返回。

最后，我们可以通过调用 close() 方法关闭选择器，该方法还会使与此选择器注册的所有 SelectionKey 实例无效，同时关闭选择器。

Example

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
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 SelectorDemo {
   public static void main(String[] args) throws IOException {
      String demo_text = "This is a demo String";
      Selector selector = Selector.open();
      ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();
      serverSocket.bind(new InetSocketAddress("localhost", 5454));
      serverSocket.configureBlocking(false);
      serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
      ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);
      while (true) {
         selector.select();
         Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
         Iterator<SelectionKey> iter = selectedKeys.iterator();
         while (iter.hasNext()) {
            SelectionKey key = iter.next();
            int interestOps = key.interestOps();
            System.out.println(interestOps);
            if (key.isAcceptable()) {
               SocketChannel client = serverSocket.accept();
               client.configureBlocking(false);
               client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
            }
            if (key.isReadable()) {
               SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
               client.read(buffer);
               if (new String(buffer.array()).trim().equals(demo_text)) {
                  client.close();
                  System.out.println("Not accepting client messages anymore");
               }
               buffer.flip();
               client.write(buffer);
               buffer.clear();
            }
            iter.remove();
         }
      }
   }
}