Selector（選擇器）是Java NIO中能夠檢測一到多個NIO通道，並能夠知曉通道是否為諸如讀寫事件做好準備的元件。這樣，一個單獨的執行緒可以管理多個channel，從而管理多個網路連線。

下面是本文所涉及到的主題列表：

為什麼使用Selector?
Selector的建立
向Selector註冊通道
SelectionKey
通過Selector選擇通道
wakeUp()
close()
完整的示例

為什麼使用Selector?

僅用單個執行緒來處理多個Channels的好處是，只需要更少的執行緒來處理通道。事實上，可以只用一個執行緒處理所有的通道。對於作業系統來說，執行緒之間上下文切換的開銷很大，而且每個執行緒都要佔用系統的一些資源（如記憶體）。因此，使用的執行緒越少越好。

但是，需要記住，現代的作業系統和CPU在多工方面表現的越來越好，所以多執行緒的開銷隨著時間的推移，變得越來越小了。實際上，如果一個CPU有多個核心，不使用多工可能是在浪費CPU能力。不管怎麼說，關於那種設計的討論應該放在另一篇不同的文章中。在這裡，只要知道使用Selector能夠處理多個通道就足夠了。

下面是單執行緒使用一個Selector處理3個channel的示例圖：

Selector的建立

通過呼叫Selector.open()方法建立一個Selector，如下：

Selector selector = Selector.open();

向Selector註冊通道

為了將Channel和Selector配合使用，必須將channel註冊到selector上。通過SelectableChannel.register()方法來實現，如下：

channel
.
configureBlocking
(
false
)
;



SelectionKey key 
= channel
.
register
(selector
,



    Selectionkey
.
OP_READ
)
;

與Selector一起使用時，Channel必須處於非阻塞模式下。這意味著不能將FileChannel與Selector一起使用，因為FileChannel不能切換到非阻塞模式。而套接字通道都可以。

注意register()方法的第二個引數。這是一個“interest集合”，意思是在通過Selector監聽Channel時對什麼事件感興趣。可以監聽四種不同型別的事件：

Connect
Accept
Read
Write

通道觸發了一個事件意思是該事件已經就緒。所以，某個channel成功連線到另一個伺服器稱為“連線就緒”。一個server socket channel準備好接收新進入的連線稱為“接收就緒”。一個有資料可讀的通道可以說是“讀就緒”。等待寫資料的通道可以說是“寫就緒”。

這四種事件用SelectionKey的四個常量來表示：

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

如果你對不止一種事件感興趣，那麼可以用“位或”操作符將常量連線起來，如下：

int interestSet = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE;

在下面還會繼續提到interest集合。

SelectionKey

在上一小節中，當向Selector註冊Channel時，register()方法會返回一個SelectionKey物件。這個物件包含了一些你感興趣的屬性：

interest集合
ready集合
Channel
Selector
附加的物件（可選）

下面我會描述這些屬性。

interest集合

就像向Selector註冊通道一節中所描述的，interest集合是你所選擇的感興趣的事件集合。可以通過SelectionKey讀寫interest集合，像這樣：

int interestSet 
= selectionKey
.
interestOps
(
)
;


//java學習交流:737251827  進入可領取學習資源及對十年開發經驗大佬提問，免費解答！

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“位與”操作interest 集合和給定的SelectionKey常量，可以確定某個確定的事件是否在interest 集合中。

ready集合

ready 集合是通道已經準備就緒的操作的集合。在一次選擇(Selection)之後，你會首先訪問這個ready set。Selection將在下一小節進行解釋。可以這樣訪問ready集合：

int readySet = selectionKey.readyOps();

可以用像檢測interest集合那樣的方法，來檢測channel中什麼事件或操作已經就緒。但是，也可以使用以下四個方法，它們都會返回一個布林型別：

selectionKey
.
isAcceptable
(
)
;



selectionKey
.
isConnectable
(
)
;



selectionKey
.
isReadable
(
)
;



selectionKey
.
isWritable
(
)
;

Channel + Selector

從SelectionKey訪問Channel和Selector很簡單。如下：

Channel  channel  
= selectionKey
.
channel
(
)
;

Selector selector 
= selectionKey
.
selector
(
)
;

附加的物件

可以將一個物件或者更多資訊附著到SelectionKey上，這樣就能方便的識別某個給定的通道。例如，可以附加與通道一起使用的Buffer，或是包含聚集資料的某個物件。使用方法如下：

selectionKey
.
attach
(theObject
)
;

Object attachedObj 
= selectionKey
.
attachment
(
)
;

還可以在用register()方法向Selector註冊Channel的時候附加物件。如：

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

通過Selector選擇通道

一旦向Selector註冊了一或多個通道，就可以呼叫幾個過載的select()方法。這些方法返回你所感興趣的事件（如連線、接受、讀或寫）已經準備就緒的那些通道。換句話說，如果你對“讀就緒”的通道感興趣，select()方法會返回讀事件已經就緒的那些通道。

下面是select()方法：

int select()
int select(long timeout)
int selectNow()

select()阻塞到至少有一個通道在你註冊的事件上就緒了。

select(long timeout)和select()一樣，除了最長會阻塞timeout毫秒(引數)。

selectNow()不會阻塞，不管什麼通道就緒都立刻返回（譯者注：此方法執行非阻塞的選擇操作。如果自從前一次選擇操作後，沒有通道變成可選擇的，則此方法直接返回零。）。

select()方法返回的int值表示有多少通道已經就緒。亦即，自上次呼叫select()方法後有多少通道變成就緒狀態。如果呼叫select()方法，因為有一個通道變成就緒狀態，返回了1，若再次呼叫select()方法，如果另一個通道就緒了，它會再次返回1。如果對第一個就緒的channel沒有做任何操作，現在就有兩個就緒的通道，但在每次select()方法呼叫之間，只有一個通道就緒了。

selectedKeys()

一旦呼叫了select()方法，並且返回值表明有一個或更多個通道就緒了，然後可以通過呼叫selector的selectedKeys()方法，訪問“已選擇鍵集（selected key set）”中的就緒通道。如下所示：

Set selectedKeys = selector.selectedKeys();

當像Selector註冊Channel時，Channel.register()方法會返回一個SelectionKey 物件。這個物件代表了註冊到該Selector的通道。可以通過SelectionKey的selectedKeySet()方法訪問這些物件。

可以遍歷這個已選擇的鍵集合來訪問就緒的通道。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
(
)
;




}

這個迴圈遍歷已選擇鍵集中的每個鍵，並檢測各個鍵所對應的通道的就緒事件。

注意每次迭代末尾的keyIterator.remove()呼叫。Selector不會自己從已選擇鍵集中移除SelectionKey例項。必須在處理完通道時自己移除。下次該通道變成就緒時，Selector會再次將其放入已選擇鍵集中。

SelectionKey.channel()方法返回的通道需要轉型成你要處理的型別，如ServerSocketChannel或SocketChannel等。

wakeUp()

某個執行緒呼叫select()方法後阻塞了，即使沒有通道已經就緒，也有辦法讓其從select()方法返回。只要讓其它執行緒在第一個執行緒呼叫select()方法的那個物件上呼叫Selector.wakeup()方法即可。阻塞在select()方法上的執行緒會立馬返回。

如果有其它執行緒呼叫了wakeup()方法，但當前沒有執行緒阻塞在select()方法上，下個呼叫select()方法的執行緒會立即“醒來（wake up）”。

close()

用完Selector後呼叫其close()方法會關閉該Selector，且使註冊到該Selector上的所有SelectionKey例項無效。通道本身並不會關閉。

完整的示例

這裡有一個完整的示例，開啟一個Selector，註冊一個通道註冊到這個Selector上(通道的初始化過程略去),然後持續監控這個Selector的四種事件（接受，連線，讀，寫）是否就緒。

view sourceprint?

Selector selector 
= Selector
.
open
(
)
;


//java學習交流:737251827  進入可領取學習資源及對十年開發經驗大佬提問，免費解答！

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系列教程（六） Selector