java select 选择器_Java NIO——Selector选择器

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一、简介

1.1、Java 的 NIO,用非阻塞的 IO 方式。可以用一个线程,处理多个的客户端连接,就会使用到Selector(选择器)

1.2、Selector 能够检测多个注册的通道上是否有事件发生(注意:多个Channel以事件的方式可以注册到同一个Selector),如果有事件发生,便获取事件然后针对每个事件进行相应的处理。这样就可以只用一个单线程去管理多个通道,也就是管理多个连接和请求。

1.3、只有在 连接/通道 真正有读写事件发生时,才会进行读写,就大大地减少了系统开销,并且不必为每个连接都创建一个线程,不用去维护多个线程。

1.4、避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。

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Selector一般称为选择器 ,也称多路复用器,多条channel复用selector。channe通过注册到selector ,使selector对channel进行监听,实现尽可能少的线程管理多个连接。减少了 线程的使用,降低了因为线程的切换引起的不必要额资源浪费和多余的开销。

也是网络传输非堵塞的核心组件。

二、特点

2.1、Netty 的 IO 线程 NioEventLoop 聚合了 Selector(选择器,也叫多路复用器),可以同时并发处理成百上千个客户端连接。

2.2、当线程从某客户端 Socket 通道进行读写数据时,若没有数据可用时,该线程可以进行其他任务。

2.3、线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其他通道上执行 IO 操作,所以单独的线程可以管理多个输入和输出通道。

2.4、由于读写操作都是非阻塞的,这就可以充分提升 IO 线程的运行效率,避免由于频繁 I/O 阻塞导致的线程挂起。

2.5、一个 I/O 线程可以并发处理 N 个客户端连接和读写操作,这从根本上解决了传统同步阻塞 I/O 一连接一线程模型,架构的性能、弹性伸缩能力和可靠性都得到了极大的提升。

三、Selector的作用

选择器提供选择执行已经就绪的任务的能力。从底层来看,Selector提供了询问通道是否已经准备好执行每个I/O操作的能力。Selector 允许单线程处理多个Channel。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,这样会大量的减少线程之间上下文切换的开销。

四、Selector类相关方法

Selector 类是一个抽象类, 常用方法和说明如下:

public abstract class Selector implements Closeable {

public static Selector open();//得到一个选择器对象

public abstract int select(long timeout);//监控所有注册的通道,当其中有 IO 操作可以进行时,将

//对应的 SelectionKey 加入到内部集合中并返回,参数用来设置超时时间

public abstract Set selectedKeys();//从内部集合中得到所有的 SelectionKey

}

注意事项:

1、NIO中的 ServerSocketChannel功能类似ServerSocket,SocketChannel功能类似Socket。

2、selector select()方法详解

select()方法,可以查询出已经就绪的通道操作,这些就绪的状态集合,包存在一个元素是SelectionKey对象的Set集合中。

selector.select()//阻塞

selector.select(1000);//阻塞1000毫秒,在1000毫秒后返回

selector.selectNow();//不阻塞,立马返还

selector.wakeup();//唤醒selector

select()方法返回的int值,表示有多少通道已经就绪,更准确的说,是自前一次select方法以来到这一次select方法之间的时间段上,有多少通道变成就绪状态。

NIO 非阻塞 网络编程原理分析图

NIO 非阻塞 网络编程相关的(Selector、SelectionKey、ServerScoketChannel和SocketChannel) 关系梳理图

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1、当客户端连接时,会通过ServerSocketChannel 得到 SocketChannel。

2、Selector 进行监听 select 方法, 返回有事件发生的通道的个数。

3、将socketChannel注册到Selector上,register(Selector sel,int ops),一个selector上可以注册多个SocketChannel。

4、注册后返回一个 SelectionKey, 会和该Selector 关联(集合)。

5、进一步得到各个 SelectionKey (有事件发生)。

6、在通过 SelectionKey 反向获取 Socket



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