前言
本篇博文是《从0到1学习 Netty》中 NIO 系列的第三篇博文，次要内容是介绍通过应用 Selector，一个独自的线程能够无效地监督多个通道，从而进步应用程序的解决效率，往期系列文章请拜访博主的 Netty 专栏，博文中的所有代码全副收集在博主的 GitHub 仓库中；
介绍
在 Java 中，Selector 是 NIO（New Input/Output）库中的一种对象，用于监控多个通道的状态，例如文件 I/O 或者网络 I/O。
Selector 的工作原理是应用 select() 办法轮询已注册的通道，获取它们的就绪状态，并返回一个已筹备好进行 I/O 操作的通道汇合。通过应用此机制，能够监督几个通道的状态，并且只有当至多一个通道处于就绪状态时才会执行 I/O 操作，从根本上防止了 CPU 的节约。
总之，Selector 是一种弱小的工具，可实现高效的 I/O 操作和网络编程，因为它可能轻松地监督多个通道的状态并在须要时对它们进行操作。
应用
1、创立 selector，治理多个 channel；
Selector selector = Selector.open();2、注册 selector 和 channel 的分割；
SelectionKey sscKey = ssc.register(selector, 0, null); sscKey.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);SelectionKey 示意一个通道（Channel）与一个选择器（Selector）之间的注册关系。每个通道在与选择器进行注册时都会创立一个对应的 SelectionKey 对象，这个对象蕴含了对于通道和选择器的一些元数据信息。
这里 SelectionKey 调用 register() 办法指定感兴趣的事件类型，绑定的事件类型有以下几种：
- connect - 客户端连贯胜利时触发；
- accept - 服务器端胜利承受连贯时触发；
- read - 数据可读入时触发，有因为接管能力弱，数据暂不能读入的状况；
- write - 数据可写出时触发，有因为发送能力弱，数据暂不能写出的状况；
3、通过 selector 监听事件，并取得就绪的通道个数，若没有通道就绪，线程会被阻塞：
阻塞直到绑定事件产生；
int count = selector.select();阻塞直到绑定事件产生，或是超时（工夫单位为 ms）；
int count = selector.select(long timeout);不会阻塞，即不论有没有事件，立即返回，依据返回值查看是否有事件；
int count = selector.selectNow();
4、处理事件，SelectionKey 外部蕴含了所有产生的事件：
selector.select();Iterator<SelectionKey> iter = selector.selectedKeys().iterator();while (iter.hasNext()) { SelectionKey key = iter.next(); ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel sc = channel.accept();}5、整体代码如下所示：
@Slf4jpublic class SelectorTest { public static void main(String[] args) { try { // 1. 创立选择器来治理多个 channel Selector selector = Selector.open(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16); ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); // 通道必须设置为非阻塞模式 ssc.configureBlocking(false); // 2. 注册 selector 和 channel 的分割 SelectionKey sscKey = ssc.register(selector, 0, null); sscKey.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT); log.debug("Register Key: {}", sscKey); ssc.bind(new InetSocketAddress(7999)); while (true) { // 3. 在没有事件产生时，线程阻塞；反之，则线程复原运行 selector.select(); // 4. 处理事件，SelectionKey 外部蕴含了所有产生的事件 Iterator<SelectionKey> iter = selector.selectedKeys().iterator(); while (iter.hasNext()) { SelectionKey key = iter.next(); log.debug("Key: {}", key); ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel sc = channel.accept(); log.debug("{}", sc); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }}运行后果：
20:22:20 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - Register Key: channel=sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl[unbound], selector=sun.nio.ch.WindowsSelectorImpl@4f51b3e0, interestOps=16, readyOps=020:22:35 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - Key: channel=sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl[/[0:0:0:0:0:0:0:0]:7999], selector=sun.nio.ch.WindowsSelectorImpl@4f51b3e0, interestOps=16, readyOps=1620:22:35 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - java.nio.channels.SocketChannel[connected local=/127.0.0.1:7999 remote=/127.0.0.1:61605]进阶
在上个阶段，咱们只是简略地应用了 selector，但对于其绑定的事件类型，咱们并没有进行特地的关注，然而，在理论利用中，咱们不可能只应用一种事件类型，因而，咱们须要改良咱们的代码；
这里咱们须要对事件类型进行判断，SelectionKey 正好提供了相干的办法：
改良代码如下所示：
while (true) { // 3. 在没有事件产生时，线程阻塞；反之，则线程复原运行 selector.select(); // 4. 处理事件，SelectionKey 外部蕴含了所有产生的事件 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> iter = keySet.iterator(); log.debug("count: {}", keySet.size()); while (iter.hasNext()) { SelectionKey key = iter.next(); log.debug("Selection Key: {}", key); // 5. 辨别事件类型 if (key.isAcceptable()) { ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel sc = channel.accept(); sc.configureBlocking(false); sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ); log.debug("sc Key: {}", sc); } else if (key.isReadable()) { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16); channel.read(buffer); buffer.flip(); debugRead(buffer); buffer.clear(); } }}然而在运行时会发现报错空指针异样 NullPointerException：
16:42:24 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - Register Key: channel=sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl[unbound], selector=sun.nio.ch.WindowsSelectorImpl@4f51b3e0, interestOps=16, readyOps=016:42:45 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - count: 116:42:45 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - Selection Key: channel=sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl[/[0:0:0:0:0:0:0:0]:7999], selector=sun.nio.ch.WindowsSelectorImpl@4f51b3e0, interestOps=16, readyOps=1616:42:45 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - sc Key: java.nio.channels.SocketChannel[connected local=/127.0.0.1:7999 remote=/127.0.0.1:60700]16:43:02 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - count: 216:43:02 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - Selection Key: channel=java.nio.channels.SocketChannel[connected local=/127.0.0.1:7999 remote=/127.0.0.1:60700], selector=sun.nio.ch.WindowsSelectorImpl@4f51b3e0, interestOps=1, readyOps=1+--------+-------------------- read -----------------------+----------------+position: [0], limit: [6] +-------------------------------------------------+ | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f |+--------+-------------------------------------------------+----------------+|00000000| 73 69 64 69 6f 74 |sidiot |+--------+-------------------------------------------------+----------------+16:43:02 [DEBUG] [main] c.s.n.c.SelectorTest - Selection Key: channel=sun.nio.ch.ServerSocketChannelImpl[/[0:0:0:0:0:0:0:0]:7999], selector=sun.nio.ch.WindowsSelectorImpl@4f51b3e0, interestOps=16, readyOps=16Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at com.sidiot.netty.c2.SelectorTest.main(SelectorTest.java:52)这是因为咱们没有及时 remove() 造成的，当调用了 server.register() 办法后，Selector 中保护了一个汇合，用于寄存 SelectionKey 以及其对应的通道；
当 Selector 的通道对应的事件产生后，SelecionKey 会被放到另一个汇合中，在这个汇合中，即便 SelecionKey 被应用了，它也不会主动移除，所以在解决完一个事件后，须要手动移除迭代器中的 SelecionKey，否则会导致已被解决过的事件再次被解决，引发一些谬误，例如上述的空指针异样。
当客户端被动断开连接时，也会出现异常，控制台输入如下：
java.net.SocketException: Connection reset at java.base/sun.nio.ch.SocketChannelImpl.throwConnectionReset(SocketChannelImpl.java:345) at java.base/sun.nio.ch.SocketChannelImpl.read(SocketChannelImpl.java:376) at com.sidiot.netty.c2.SelectorTest.main(SelectorTest.java:60)这是因为当客户端与服务器之间的连贯断开时，会给服务器端发送一个读事件，因而，咱们须要进行判断，当 channel.read() 的返回值为-1时，示意连贯断开，须要调用 key.cancel() 办法勾销此事件；
改良代码如下所示：
if (key.isReadable()) { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(16); try { int read = channel.read(buffer); if (read == -1) { key.cancel(); channel.close(); } else { buffer.flip(); debugRead(buffer); buffer.clear(); } iter.remove(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); key.cancel(); channel.close(); iter.remove(); }}整体代码如下所示：
@Slf4jpublic class SelectorTest { public static void main(String[] args) { try { // 1. 创立选择器来治理多个 channel Selector selector = Selector.open(); ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); // 通道必须设置为非阻塞模式 ssc.configureBlocking(false); // 2. 注册 selector 和 channel 的分割 SelectionKey sscKey = ssc.register(selector, 0, null); sscKey.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT); log.debug("Register Key: {}", sscKey); ssc.bind(new InetSocketAddress(7999)); while (true) { // 3. 在没有事件产生时，线程阻塞；反之，则线程复原运行 selector.select(); // 4. 处理事件，SelectionKey 外部蕴含了所有产生的事件 Set<SelectionKey> keySet = selector.selectedKeys(); Iterator<SelectionKey> iter = keySet.iterator(); log.debug("count: {}", keySet.size()); while (iter.hasNext()) { SelectionKey key = iter.next(); log.debug("Selection Key: {}", key); // 5. 辨别事件类型 if (key.isAcceptable()) { ServerSocketChannel channel = (ServerSocketChannel) key.channel(); SocketChannel sc = channel.accept(); sc.configureBlocking(false); sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ); log.debug("sc Key: {}", sc); iter.remove(); } else if (key.isReadable()) { SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4); try { int read = channel.read(buffer); if (read == -1) { key.cancel(); channel.close(); } else { buffer.flip(); debugRead(buffer); buffer.clear(); } iter.remove(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); key.cancel(); channel.close(); iter.remove(); } } } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }}后记
以上就是 分析 Selector 的所有内容了，心愿本篇博文对大家有所帮忙！
参考：
- Netty API reference；
- 黑马程序员Netty全套教程 ；
上篇精讲：「NIO」（二）阻塞模式与非阻塞模式
我是 ，期待你的关注；
创作不易，请多多反对；
系列专栏：摸索 Netty：源码解析与利用案例分享