一、Selector 基本介绍
（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)。
（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。
（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。
（4）避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。
二、Selector 示意图和特点说明
特点再说明:
（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）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。
（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。
（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。
（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 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 {
//得到一个选择器对象
public static Selector open();
//判断此选择器是否打开
public abstract boolean isOpen();
//返回创建此频道的提供者
public abstract SelectorProvider provider();
//返回此选择器的键集
public abstract Set<SelectionKey> keys();
//返回此选择器的选定键集，从内部集合中得到所有的 SelectionKey
public abstract Set<SelectionKey> selectedKeys();
//不阻塞，立马返还,选择一组键，其对应的通道已准备好进行 IO 操作
public abstract int selectNow() throws IOException;
//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，即阻塞一定毫秒， 在指定毫秒后返回
public abstract int select(long timeout) throws IOException;
//选择一组键，其对应的通道已准备好进行 IO 操作
//此方法执行阻塞选择操作
public abstract int select() throws IOException;
//唤醒selector
public abstract Selector wakeup();
//关闭此选择器
public abstract void close() throws IOException;
}
注意事项：NIO中的 ServerSocketChannel功能类似ServerSocket，SocketChannel功能类似Socket
三、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
说明：
- 当有客户端连接时，会通过ServerSocketChannel 得到 SocketChannel
- Selector 进行监听 select 方法, 返回有事件发生的通道的个数.
3. 将socketChannel通过register(Selector sel, int ops) 方法注册到Selector上,一个selector上可以注册多个SocketChannel
- 注册后返回一个 SelectionKey, 会和该 Selector 关联(集合)
- 进一步得到各个 SelectionKey (有事件发生)
- 再通过 SelectionKey 的 channel()方法反向获取SocketChannel
- 可以通过得到的 channel , 完成业务处理
四、NIO 非阻塞 网络编程快速入门
案例要求:
- 编写一个 NIO 入门案例， 实现服务器端和客户端之间的数据简单通讯（非阻塞）
- 目的： 理解NIO非阻塞网络编程机制
服务器端：
public class NIOServer {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建ServerSocketChannel -> ServerSocket
ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
//得到一个 Selector 对象
Selector selector = Selector.open();
//绑定一个端口6666, 在服务器端监听
serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));
//设置为非阻塞
serverSocketChannel.configureBlocking(false);
//把 serverSocketChannel 注册到 selector 关心 事件为 OP_ACCEPT
serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
System.out.println("注册后的selectionkey 数量=" + selector.keys().size());
//循环等待客户端连接
while (true) {
//这里我们等待1秒，如果没有事件发生, 返回
//没有事件发生
if (selector.select(1000) == 0) {
System.out.println("服务器等待了1秒，无连接");
continue;
}
//如果返回的>0, 就获取到相关的 selectionKey集合
//1.如果返回的>0， 表示已经获取到关注的事件
//2. selector.selectedKeys() 返回关注事件的集合
// 通过 selectionKeys 反向获取通道
Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
System.out.println("selectionKeys 数量 = " + selectionKeys.size());
//遍历 Set<SelectionKey>, 使用迭代器遍历
Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();
while (keyIterator.hasNext()) {
//获取到SelectionKey
SelectionKey key = keyIterator.next();
//根据key 对应的通道发生的事件做相应处理
//如果是 OP_ACCEPT, 有新的客户端连接
if (key.isAcceptable()) {
//为该客户端生成一个 SocketChannel
SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
System.out.println("客户端连接成功 生成了一个 socketChannel " + socketChannel.hashCode());
//将 SocketChannel 设置为非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//将socketChannel 注册到selector, 关注事件为 OP_READ，
//同时给 socketChannel 关联一个Buffer
socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
System.out.println("客户端连接后 ，注册的selectionkey 数量=" + selector.keys().size());
}
//发生 OP_READ
if (key.isReadable()) {
//通过key 反向获取到对应channel
SocketChannel socketChannel = (SocketChannel)key.channel();
System.out.println("正在从socketChannel 中读取数据：" + socketChannel.hashCode());
//获取到该channel关联的buffer
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
socketChannel.read(buffer);
System.out.println("form 客户端 " + new String(buffer.array()));
}
//手动从集合中移动当前的selectionKey, 防止重复操作
keyIterator.remove();
}
}
}
}
客户端：
public class NIOClient {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//得到一个网络通道
SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open();
//设置非阻塞
socketChannel.configureBlocking(false);
//提供服务器端的ip 和 端口
InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 6666);
//连接服务器
if (!socketChannel.connect(inetSocketAddress)) {
while (!socketChannel.finishConnect()) {
System.out.println("因为连接需要时间，客户端不会阻塞，可以做其它工作..");
}
}
//如果连接成功，就发送数据
String str = "Hello,中国~~~";
//Wraps a byte array into a buffer
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(str.getBytes());
//发送数据，将 buffer写入到 channel中
socketChannel.write(buffer);
System.in.read();
}
}
Tips：这部分代码可能不好理解，自己 Debug 一下会更容易理解。
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