关于nio模式下的 selector 简析

说这个类之前，先简单说一下什么是Bio 什么是Nio

Bio 同步阻塞模式 Nio 一种叫非阻塞IO（Non-blocking I/O），另一种也叫新的IO（New I/O），其实是同一个概念。它是一种同步非阻塞的I/O模型，也是I/O多路复用的基础，已经被越来越多地应用到大型应用服务器，成为解决高并发与大量连接、I/O处理问题的有效方式。

NIO是一种基于通道和缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存（区别于JVM的运行时数据区），然后通过一个存储在java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的直接引用进行操作。这样能在一些场景显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。

Java NIO组件
NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector（选择器）。传统IO是基于字节流和字符流进行操作（基于流），而NIO基于Channel和Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。

Buffer
Buffer（缓冲区）是一个用于存储特定基本类型数据的容器。除了boolean外，其余每种基本类型都有一个对应的buffer类。Buffer类的子类有ByteBuffer, CharBuffer, DoubleBuffer, FloatBuffer, IntBuffer, LongBuffer, ShortBuffer 。

Channel
Channel（通道）表示到实体，如硬件设备、文件、网络套接字或可以执行一个或多个不同 I/O 操作（如读取或写入）的程序组件的开放的连接。Channel接口的常用实现类有FileChannel（对应文件IO）、DatagramChannel（对应UDP）、SocketChannel和ServerSocketChannel（对应TCP的客户端和服务器端）。Channel和IO中的Stream(流)是差不多一个等级的。只不过Stream是单向的，譬如：InputStream, OutputStream.而Channel是双向的，既可以用来进行读操作，又可以用来进行写操作。

Selector
Selector（选择器）用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个的线程可以监听多个数据通道。即用选择器，借助单一线程，就可对数量庞大的活动I/O通道实施监控和维护。

对于selector 这里我补充一下，对于我们代码中的selectChannel 分为客户端的channel和服务端的channel。客户端的channel 是由服务端的channel 注册并且被监听以后再注册到selector中的。

而seletor中有一个函数 seletor.select(); 这个select 会在当前连接没有新的事件发生的时候一直阻塞。只有当当前监听的channel 发生读写连接等新事件时，才会断出阻塞。

package nio;

import javax.swing.text.html.HTMLDocument;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
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 NioSelectorServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //创建NIO ServerSocketChannel
        ServerSocketChannel serverSocket  = ServerSocketChannel.open();
        serverSocket.socket().bind(new InetSocketAddress(9000));
        //设置ServerSocketChannel为非阻塞
        serverSocket.configureBlocking(false);
        //打开Selector 处理 Channel ，即创建epoll
        Selector selector =Selector.open();
        //把ServerSocketChannel 注册到 selector上，并且selector对客户端的连接操作 起类似监听作用
        SelectionKey selectionKey = serverSocket.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);
        System.out.println("服务启动成功");

        while(true){
            //阻塞等待需要处理的事件发生
            selector.select();
            //获取selector中注册的全部事件的 SelectionKey 实例
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();

            //遍历selectionKeys对事件进行处理
            while(iterator.hasNext()){
                SelectionKey key = iterator.next();
                //如果是OP_ACCEPT事件，则进行连接获取和事件注册
                if(key.isAcceptable()){
                    ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel)key.channel();
                    SocketChannel socketChannel = server.accept();
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    //这里只注册了读事件，如果需要给客户端发送数据可以注册写事件
                    SelectionKey selKey = socketChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);
                    System.out.println("客户端连接成功");
                }else if(key.isReadable()){
                    SocketChannel socketChannel =(SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(128);
                    int len = socketChannel.read(byteBuffer);
                    if(len > 0){
                        System.out.println("接收到的消息："+ new String(byteBuffer.array()));
                    }else  if(len == -1){
                        System.out.println("客户端断开连接");
                        socketChannel.close();
                    }
                }
                //从事件集合里删除本次处理的key，防止下次select重复处理
                iterator.remove();
            }
        }
    }

}

这样一来其中selector(多路复用器) 就有两个集合一个是注册的channel集合一个是新事件发生的集合。而新事件触发的核心其实调用的是linux的核心函数 epoll_wait

，而我们的channel集合存放的位置是 wappper函数