Java NIO(六) Selector
Selector(选择器)是Java NIO中能够检测一到多个NIO通道,并能够知晓通道是否为诸如读写事件做好准备的组件。这样,一个单独的线程可以管理多个channel,从而管理多个网络连接。
下面是本文所涉及到的主题列表:
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。
下面是单线程使用一个Selector处理3个channel的示例图:
Selector的创建
通过调用Selector.open()方法创建一个Selector,如下:
Selector selector = Selector.open();
向Selector注册通道
为了将Channel和Selector配合使用,必须将channel注册到selector上。通过SelectableChannel.register()方法来实现,如下:
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。
注意register()方法的第二个参数。这是一个“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;
在下面还会继续提到interest集合。
SelectionKey
在上一小节中,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)
下面我会描述这些属性。
interest集合
就像向Selector注册通道一节中所描述的,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;
可以看到,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。
ready集合
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。Selection将在下一小节进行解释。可以这样访问ready集合:
1 |
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();
Channel + Selector
从SelectionKey访问Channel和Selector很简单。如下:
Channel channel = selectionKey.channel();
Selector selector = selectionKey.selector();
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);
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。
下面是select()方法:
- int select()
- int select(long timeout)
- int selectNow()
select()阻塞到至少有一个通道在你注册的事件上就绪了。
select(long timeout)和select()一样,除了最长会阻塞timeout毫秒(参数)。
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。
selectedKeys()
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:
1 |
Set selectedKeys = selector.selectedKeys(); |
当像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SelectionKey的selectedKeySet()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.
} 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();
}
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。
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。
完整的示例
这里有一个完整的示例,打开一个Selector,注册一个通道注册到这个Selector上(通道的初始化过程略去),然后持续监控这个Selector的四种事件(接受,连接,读,写)是否就绪。
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.
} 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();
}
}
Java NIO(六) Selector的更多相关文章
- Java NIO类库Selector机制解析(下)
五. 迷惑不解 : 为什么要自己消耗资源? 令人不解的是为什么我们的Java的New I/O要设计成这个样子?如果说老的I/O不能多路复用,如下图所示,要开N多的线程去挨个侦听每一个Channel ...
- Java NIO类库Selector机制解析--转
一. 前言 自从J2SE 1.4版本以来,JDK发布了全新的I/O类库,简称NIO,其不但引入了全新的高效的I/O机制,同时,也引入了多路复用的异步模式.NIO的包中主要包含了这样几种抽象数据类型: ...
- Java NIO类库Selector机制解析(上)
一. 前言 自从J2SE 1.4版本以来,JDK发布了全新的I/O类库,简称NIO,其不但引入了全新的高效的I/O机制,同时,也引入了多路复用的异步模式.NIO的包中主要包含了这样几种抽象数据类型: ...
- Java NIO 选择器(Selector)的内部实现(poll epoll)
http://blog.csdn.net/hsuxu/article/details/9876983 之前强调这么多关于linux内核的poll及epoll,无非是想让大家先有个认识: Java NI ...
- Java NIO之Selector(选择器)
历史回顾: Java NIO 概览 Java NIO 之 Buffer(缓冲区) Java NIO 之 Channel(通道) 其他高赞文章: 面试中关于Redis的问题看这篇就够了 一文轻松搞懂re ...
- Java NIO 选择器(Selector)的内部实现(poll epoll)(转)
转自:http://blog.csdn.net/hsuxu/article/details/9876983 之前强调这么多关于linux内核的poll及epoll,无非是想让大家先有个认识: Java ...
- Java NIO之Selector
选择器是JavaNIO重磅推出的一个概念:在旧有的系统中为了跟踪多端口消息,需要为每一个端口配备一个线程做监听:但是有了selector就不需要了,一个Selector可以管理一众渠道(channel ...
- Netty快速入门(05)Java NIO 介绍-Selector
Java NIO Selector Selector是Java NIO中的一个组件,用于检查一个或多个NIO Channel的状态是否处于可读.可写.如此可以实现单线程管理多个channels,也就是 ...
- Java NIO教程 Selector
这次我们开讲非阻塞I/O中的Selector,它需要配合非阻塞的TCP和UDP来使用.首先我们先简单讲一下TCP和UDP的非阻塞通道. 非阻塞I/O通道 在上代码前我们先讲解一些最基本的知识.TCP和 ...
- JAVA NIO 之 Selector 组件
NIO 重要功能就是实现多路复用.Selector是SelectableChannel对象的多路复用器.一些基础知识: 选择器(Selector):选择器类管理着一个被注册的通道集合的信息和它们的就绪 ...
随机推荐
- C# 根据列名获取列值
/// <summary> /// 根据列名获取列值 /// </summary> /// <param name="colName">< ...
- Qt 学习之路 2(51):布尔表达式树模型
Qt 学习之路 2(51):布尔表达式树模型 豆子 2013年5月15日 Qt 学习之路 2 17条评论 本章将会是自定义模型的最后一部分.原本打算结束这部分内容,不过实在不忍心放弃这个示例.来自于 ...
- CentOS 6.* 安装node
CentOS6 安装node 使用node -v 是报错 ./node: error while loading shared libraries: libstdc++.so.6: cannot op ...
- 用IDM下载博客图片
前言 写博客的人一定都会有一个图床,将图片存在那里.发现自己以前没有注意图片来源问题,随手就贴在博客上面了.现在有不少图片都挂了,换句话来说有可能自己目前用的图床不提供服务了,那所有的图片都有可能丢失 ...
- 使用spring,pageHelper ,注解完成分页。
第一步 maven 依赖pageHeler aspectj 开启aop的注解 基础工作完成! 第二步: 建立一个注解 建立注解实现,建立环绕通知 最后一步:加上 @EnablePaging 注解 就可 ...
- SQL 随手记
SQL 学习片段: 建立一个简单的联系数据表, mobile_number char(11).mobile_province nvarchar(50).mobile_area nvarchar(200 ...
- 洛谷 P3233 [HNOI2014]世界树(虚树+dp)
题面 luogu 题解 数据范围已经告诉我们是虚树了,考虑如何在虚树上面\(dp\) 以下摘自hzwer博客: 构建虚树以后两遍dp处理出虚树上每个点最近的议事处 然后枚举虚树上每一条边,考虑其对两端 ...
- POJ_3696 The Luckiest number 【欧拉定理+同余式+对取模的理解】
一.题目 Chinese people think of '8' as the lucky digit. Bob also likes digit '8'. Moreover, Bob has his ...
- CodeChef - NWAYS 组合数 朱世杰恒等式
这道题目数据有坑,白浪费一个小时! 题意:求\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n{|i-j|+k \choose k}\) 知识点: 朱世杰恒等式,\(\sum_{i=r}^n{i \ ...
- 小a与星际探索---DP
题目描述 小a正在玩一款星际探索游戏,小a需要驾驶着飞船从11号星球出发前往nn号星球.其中每个星球有一个能量指数pp.星球ii能到达星球jj当且仅当pi>pjpi>pj.同时小a的飞船还 ...