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Java NIO之选择器

發布時間：2025/3/21 java 22 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Java NIO之选择器小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1.簡介

前面的文章說了緩沖區，說了通道，本文就來說說 NIO 中另一個重要的實現，即選擇器 Selector。在更早的文章中，我簡述了幾種 IO 模型。如果大家看過之前的文章，并動手寫過代碼的話。再看 Java 的選擇器大概就會知道它是什么了，以及怎么用了。選擇器是 Java 多路復用模型的一個實現，可以同時監控多個非阻塞套接字通道。示意圖大致如下：

如果大家了解過多路復用模型，那應該也會知道幾種復用模型的實現。比如 select，poll 以及 Linux 下的 epoll 和 BSD 下的 kqueue。Java 的選擇器并非憑空創造，而是在底層操作系統提供的接口的基礎上封裝而來。相關的細節，我隨后會進行分析。

關于 Java 選擇器的簡介這里先說到這，接下來進入正題。

?2.基本操作及實現

本章我將對 Selector 的創建，通道的注冊，Selector 的選擇過程進行分析。內容篇幅較大，希望大家耐心看完。由于 Selector 相關類在不同操作系統下的實現是不同的，加之個人對 Linux epoll 更為熟悉，所以本文所分析的源碼也是和 epoll 相關的。好了，進入正題吧。

?2.1 創建選擇器

選擇器 Selector 是一個抽象類，所以不能直接創建。Selector 提供了一個 open 方法，通過 open 方法既可以創建選擇器實例。示例代碼如下：

1	Selector selector = Selector.open();

上面的代碼比較簡單，只有一行。不過不要被表象迷惑，這行代碼僅是完整實現的冰山一角，更復雜的邏輯則隱藏在水面之下。
在簡介一節，我已經說了 Java 選擇器是對底層多路復用接口的一個包裝，這里的 open 方法也不例外。假設我們的 Java 運行在 Linux 平臺下，那么 open 最終所做的事情應該是調用操作系統的epoll_create函數，用于創建 epoll 實例。真實情況是不是如此呢？答案就在冰山深處，接下來就讓我們一起去求索吧。下面我們將沿著 open 方法一路走下去，如下：

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public abstract class Selector implements Closeable {public static Selector open() throws IOException {// 創建 SelectorProvider，再通過其 openSelector 方法創建 Selectorreturn SelectorProvider.provider().openSelector();}// 省略無關代碼 }public abstract class SelectorProvider {public static SelectorProvider provider() {synchronized (lock) {if (provider != null)return provider;return AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<SelectorProvider>() {public SelectorProvider run() {if (loadProviderFromProperty())return provider;if (loadProviderAsService())return provider;// 創建默認的 SelectorProviderprovider = sun.nio.ch.DefaultSelectorProvider.create();return provider;}});}} }public class DefaultSelectorProvider {private DefaultSelectorProvider() { }/*** 根據系統名稱創建相應的 SelectorProvider*/public static SelectorProvider create() {String osname = AccessController.doPrivileged(new GetPropertyAction("os.name"));if (osname.equals("SunOS"))return createProvider("sun.nio.ch.DevPollSelectorProvider");if (osname.equals("Linux"))return createProvider("sun.nio.ch.EPollSelectorProvider");// return new sun.nio.ch.PollSelectorProvider();}/*** 加載 SelectorProvider 類，并創建實例*/@SuppressWarnings("unchecked")private static SelectorProvider createProvider(String cn) {Class<SelectorProvider> c;try {c = (Class<SelectorProvider>)Class.forName(cn);} catch (ClassNotFoundException x) {throw new AssertionError(x);}try {return c.newInstance();} catch (IllegalAccessException | InstantiationException x) {throw new AssertionError(x);}} }/*** 創建完 SelectorProvider，接下來要調用 openSelector 方法* 創建 Selector 的繼承類了。*/ public class EPollSelectorProvider extends SelectorProviderImpl {public AbstractSelector openSelector() throws IOException {return new EPollSelectorImpl(this);} }class EPollSelectorImpl extends SelectorImpl {EPollSelectorImpl(SelectorProvider sp) throws IOException {// 調用父類構造方法super(sp);long pipeFds = IOUtil.makePipe(false);fd0 = (int) (pipeFds >>> 32);fd1 = (int) pipeFds;// 創建 EPollArrayWrapper，EPollArrayWrapper 是一個重要的實現pollWrapper = new EPollArrayWrapper();pollWrapper.initInterrupt(fd0, fd1);fdToKey = new HashMap<>();} }public abstract class SelectorImpl extends AbstractSelector {protected SelectorImpl(SelectorProvider sp) {super(sp);keys = new HashSet<SelectionKey>();selectedKeys = new HashSet<SelectionKey>();/* 初始化 publicKeys 和 publicSelectedKeys，* publicKeys 即 selector.keys() 方法所返回的集合，* publicSelectedKeys 則是 selector.selectedKeys() 方法返回的集合*/if (Util.atBugLevel("1.4")) {publicKeys = keys;publicSelectedKeys = selectedKeys;} else {publicKeys = Collections.unmodifiableSet(keys);publicSelectedKeys = Util.ungrowableSet(selectedKeys);}} }/*** EPollArrayWrapper 一個重要的實現，這一層再往下就是 C 代碼了*/ class EPollArrayWrapper {EPollArrayWrapper() throws IOException {// 調用 epollCreate 方法創建 epoll 文件描述符epfd = epollCreate();// the epoll_event array passed to epoll_wait// 初始化 pollArray，該對象用于存儲就緒文件描述符和事件int allocationSize = NUM_EPOLLEVENTS * SIZE_EPOLLEVENT;pollArray = new AllocatedNativeObject(allocationSize, true);pollArrayAddress = pollArray.address();// eventHigh needed when using file descriptors > 64kif (OPEN_MAX > MAX_UPDATE_ARRAY_SIZE)eventsHigh = new HashMap<>();}// epollCreate 方法是 native 類型的private native int epollCreate(); }

以上代碼時 Java 層面的，Java 層調用棧最下面的類是 EPollArrayWrapper（源碼路徑可以在附錄中查找）。EPollArrayWrapper 是一個重要的實現，起著承上啟下的作用。上層是 Java 代碼，下層是 C 代碼。上層的代碼看完了，接下來看看冰山深處的 C 代碼：

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JNIEXPORT jint JNICALL Java_sun_nio_ch_EPollArrayWrapper_epollCreate(JNIEnv *env, jobject this) {// 調用 epoll_create 函數創建 epoll 實例，并返回文件描述符 epfdint epfd = epoll_create(256);if (epfd < 0) {JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "epoll_create failed");}return epfd; }

上面的代碼很簡單，僅做了創建 epoll 實例這一件事?？吹竭@里，答案就明了了。最后在附一張時序圖幫助大家理清代碼調用順序，如下：

?2.2 選擇鍵

?2.2.1 幾種事件

選擇鍵 SelectionKey 包含4種事件，分別是：

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public static final int OP_READ = 1 << 0; public static final int OP_WRITE = 1 << 2; public static final int OP_CONNECT = 1 << 3; public static final int OP_ACCEPT = 1 << 4;

事件之間可以通過或運算進行組合，比如：

1	int interestOps = SelectionKey.OP_READ \| SelectionKey.OP_WRITE;

?2.2.2 兩種事件集合：interestOps 和 readyOps

interestOps 即感興趣的事件集合，通道調用 register 方法注冊時會設置此值，interestOps 可通過 SelectionKey interestOps() 方法獲取。readyOps 是就緒事件集合，可通過 SelectionKey readyOps() 獲取。

interestOps 和 readyOps 被聲明在 SelectionKey 子類 SelectionKeyImpl 中，代碼如下：

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public class SelectionKeyImpl extends AbstractSelectionKey {private volatile int interestOps;private int readyOps; }

接下來再來看看與 readyOps 事件集合相關的幾個方法，如下：

1 2 3 4

selectionKey.isAcceptable(); selectionKey.isConnectable(); selectionKey.isReadable(); selectionKey.isWritable();

以上方法從字面意思上就可以知道有什么用，這里就不解釋了。接下來以 isReadable 方法為例，簡單看一下這個方法是如何實現。

1 2 3

public final boolean isReadable() {return (readyOps() & OP_READ) != 0; }

上面說到可以通過或運算組合事件，這里則是通過與運算來測試某個事件是否在事件集合中。比如

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readyOps = SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE = 0101， readyOps & OP_READ = 0101 & 0001 = 0001， readyOps & OP_CONNECT = 0101 & 1000 = 0

readyOps & OP_READ != 0，所以 OP_READ 在事件集合中。readyOps & OP_CONNECT == 0，所以 OP_CONNECT 不在事件集合中。

?2.2.3 attach 方法

attach 是一個好用的方法，通過這個方法，可以將對象暫存在 SelectionKey 中，待需要的時候直接取出來即可。比如本文對應的練習代碼實現了一個簡單的 HTTP 服務器，在讀取用戶請求數據后（即 selectionKey.isReadable() 為 true），會去解析請求頭，然后將請求頭信息通過 attach 方法放入 selectionKey 中。待通道可寫后，再從 selectionKey 中取出請求頭，并根據請求頭回復客戶端不同的消息。當然，這只是一個應用場景，attach 可能還有其他的應用場景，比如標識通道。不過其他的場景我沒使用過，就不說了。attach 使用方式如下：

1 2	selectionKey.attach(obj); Object attachedObj = selectionKey.attachment();

?2.3 通道注冊

通道注冊即將感興趣的事件告知 Selector，待事件發生時，Selector 即可返回就緒事件，我們就可以去做后續的事情了。比如 ServerSocketChannel 通道通常對 OP_ACCEPT 事件感興趣，那么我們就可以把這個事件注冊給 Selector。待事件發生，即服務端接受客戶端連接后，我們即可獲取這個就緒的事件并做相應的操作。通道注冊的示例代碼如下：

1 2	channel.configureBlocking(false); SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);

起初我以為通道注冊操作會調用操作系統的 epoll_ctl 函數，但最終通過看源碼，發現自己的理解是錯的。既然通道注冊階段不調用 epoll_ctl 函數。那么，epoll_ctl 什么時候才會被調用呢？如果不調用 epoll_ctl，那么注冊過程都干了什么事情呢？關于第一個問題，本節還無法解答，不過第二個問題則可以說說。接下來讓我們深入通道類 register 方法的調用棧中去探尋答案吧。

public abstract class SelectableChannel extends AbstractInterruptibleChannel implements Channel {public final SelectionKey register(Selector sel, int ops) throws ClosedChannelException {return register(sel, ops, null);}public abstract SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att) throws ClosedChannelException; }public abstract class AbstractSelectableChannel extends SelectableChannel {private SelectionKey[] keys = null;public final SelectionKey register(Selector sel, int ops, Object att) throws ClosedChannelException {synchronized (regLock) {// 省去一些校驗代碼// 從 keys 數組中查找，查找條件為 k.selector() == selSelectionKey k = findKey(sel);// 如果 k 不為空，則修改 k 所感興趣的事件if (k != null) {k.interestOps(ops);k.attach(att);}// k 為空，則創建一個 SelectionKey，并存儲到 keys 數組中if (k == null) {// New registrationsynchronized (keyLock) {if (!isOpen())throw new ClosedChannelException();k = ((AbstractSelector)sel).register(this, ops, att);addKey(k);}}return k;}} }public abstract class AbstractSelector extends Selector {protected abstract SelectionKey register(AbstractSelectableChannel ch,int ops, Object att); }public abstract class SelectorImpl extends AbstractSelector {protected final SelectionKey register(AbstractSelectableChannel ch, int ops, Object attachment) {if (!(ch instanceof SelChImpl))throw new IllegalSelectorException();// 創建 SelectionKeyImpl 實例SelectionKeyImpl k = new SelectionKeyImpl((SelChImpl)ch, this);k.attach(attachment);synchronized (publicKeys) {implRegister(k);}k.interestOps(ops);return k;} }class EPollSelectorImpl extends SelectorImpl {protected void implRegister(SelectionKeyImpl ski) {if (closed)throw new ClosedSelectorException();SelChImpl ch = ski.channel;int fd = Integer.valueOf(ch.getFDVal());// 存儲 fd 和 SelectionKeyImpl 的映射關系fdToKey.put(fd, ski);pollWrapper.add(fd);// 將 SelectionKeyImpl 實例存儲到 keys 中（這里的 keys 聲明在 SelectorImpl 類中），keys 集合可由 selector.keys() 方法獲取keys.add(ski);} }public class SelectionKeyImpl extends AbstractSelectionKey {public SelectionKey interestOps(int ops) {ensureValid();return nioInterestOps(ops);}public SelectionKey nioInterestOps(int ops) {if ((ops & ~channel().validOps()) != 0)throw new IllegalArgumentException();// 轉換并設置感興趣的事件channel.translateAndSetInterestOps(ops, this);// 設置 interestOps 變量interestOps = ops;return this;} }class SocketChannelImpl extends SocketChannel implements SelChImpl {public void translateAndSetInterestOps(int ops, SelectionKeyImpl sk) {int newOps = 0;// 轉換事件if ((ops & SelectionKey.OP_READ) != 0)newOps |= PollArrayWrapper.POLLIN;if ((ops & SelectionKey.OP_WRITE) != 0)newOps |= PollArrayWrapper.POLLOUT;if ((ops & SelectionKey.OP_CONNECT) != 0)newOps |= PollArrayWrapper.POLLCONN;// 設置事件sk.selector.putEventOps(sk, newOps);} }class class EPollSelectorImpl extends SelectorImpl {public void putEventOps(SelectionKeyImpl ski, int ops) {if (closed)throw new ClosedSelectorException();SelChImpl ch = ski.channel;// 設置感興趣的事件pollWrapper.setInterest(ch.getFDVal(), ops);} }class EPollArrayWrapper {void setInterest(int fd, int mask) {synchronized (updateLock) {// 擴容 updateDescriptors 數組，并存儲文件描述符 fdint oldCapacity = updateDescriptors.length;if (updateCount == oldCapacity) {int newCapacity = oldCapacity + INITIAL_PENDING_UPDATE_SIZE;int[] newDescriptors = new int[newCapacity];System.arraycopy(updateDescriptors, 0, newDescriptors, 0, oldCapacity);updateDescriptors = newDescriptors;}updateDescriptors[updateCount++] = fd;// events are stored as bytes for efficiency reasonsbyte b = (byte)mask;assert (b == mask) && (b != KILLED);// 存儲事件setUpdateEvents(fd, b, false);}}private void setUpdateEvents(int fd, byte events, boolean force) {if (fd < MAX_UPDATE_ARRAY_SIZE) {if ((eventsLow[fd] != KILLED) || force) {eventsLow[fd] = events;}} else {Integer key = Integer.valueOf(fd);if (!isEventsHighKilled(key) || force) {eventsHigh.put(key, Byte.valueOf(events));}}} }

到 setUpdateEvents 這個方法，整個調用棧就結束了。但是我們并未在調用棧中看到調用 epoll_ctl 函數的地方，也就是說，通道注冊時，并不會立即調用 epoll_ctl，而是先將事件集合 events 存放在 eventsLow。至于 epoll_ctl 函數何時調用的，需要大家繼續往下看了。

?2.4 選擇過程

?2.4.1 選擇方法

Selector 包含3種不同功能的選擇方法，分別如下：

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

select() 是一個阻塞方法，僅在至少一個通道處于就緒狀態時才返回。
select(long timeout) 同樣也是阻塞方法，不過可對該方法設置超時時間（timeout > 0），使得線程不會被一直阻塞。如果 timeout = 0，會一直阻塞線程。
selectNow() 為非阻塞方法，調用后立即返回。

以上3個方法均返回 int 類型值，表示每次調用 select 或 selectNow 方法后，新就緒通道的數量。如果某個通道在上一次調用 select 方法時就已經處于就緒狀態，但并未將該通道對應的 SelectionKey 對象從 selectedKeys 集合中移除。假設另一個的通道在本次調用 select 期間處于就緒狀態，此時，select 返回1，而不是2。

?2.4.2 選擇過程

選擇方法用起來雖然簡單，但方法之下隱藏的邏輯還是比較復雜的。大致分為下面幾個步驟：

檢查已取消鍵集合 cancelledKeys 是否為空，不為空則將 cancelledKeys 的鍵從 keys 和 selectedKeys 中移除，并將鍵和通道注銷。

調用操作系統的 epoll_ctl 函數將通道感興趣的事件注冊到 epoll 實例中

調用操作系統的 epoll_wait 函數監聽事件

再次執行步驟1

更新 selectedKeys 集合，并返回就緒通道數量

上面五個步驟對應于 EPollSelectorImpl 類中 doSelect 方法的邏輯，如下：

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protected int doSelect(long timeout) throws IOException {if (closed)throw new ClosedSelectorException();// 處理已取消鍵集合，對應步驟1processDeregisterQueue();try {begin();// select 方法的核心，對應步驟2和3pollWrapper.poll(timeout);} finally {end();}// 處理已取消鍵集合，對應步驟4processDeregisterQueue();// 更新 selectedKeys 集合，并返回就緒通道數量，對應步驟5int numKeysUpdated = updateSelectedKeys();if (pollWrapper.interrupted()) {// Clear the wakeup pipepollWrapper.putEventOps(pollWrapper.interruptedIndex(), 0);synchronized (interruptLock) {pollWrapper.clearInterrupted();IOUtil.drain(fd0);interruptTriggered = false;}}return numKeysUpdated; }

接下來，我們按照上面的步驟順序去分析代碼實現。先來看看步驟1對應的代碼：

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+----SelectorImpl.java void processDeregisterQueue() throws IOException {// Precondition: Synchronized on this, keys, and selectedKeysSet<SelectionKey> cks = cancelledKeys();synchronized (cks) {if (!cks.isEmpty()) {Iterator<SelectionKey> i = cks.iterator();// 遍歷 cancelledKeys，執行注銷操作while (i.hasNext()) {SelectionKeyImpl ski = (SelectionKeyImpl)i.next();try {// 執行注銷邏輯implDereg(ski);} catch (SocketException se) {throw new IOException("Error deregistering key", se);} finally {i.remove();}}}} }+----EPollSelectorImpl.java protected void implDereg(SelectionKeyImpl ski) throws IOException {assert (ski.getIndex() >= 0);SelChImpl ch = ski.channel;int fd = ch.getFDVal();// 移除 fd 和選擇鍵鍵的映射關系fdToKey.remove(Integer.valueOf(fd));// 從 epoll 實例中刪除事件pollWrapper.remove(fd);ski.setIndex(-1);// 從 keys 和 selectedKeys 中移除選擇鍵keys.remove(ski);selectedKeys.remove(ski);// 注銷選擇鍵deregister((AbstractSelectionKey)ski);// 注銷通道SelectableChannel selch = ski.channel();if (!selch.isOpen() && !selch.isRegistered())((SelChImpl)selch).kill(); }

上面的代碼代碼邏輯不是很復雜，首先是獲取 cancelledKeys 集合，然后遍歷集合，并對每個選擇鍵及其對應的通道執行注銷操作。接下來再來看看步驟2和3對應的代碼，如下：

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+----EPollArrayWrapper.java int poll(long timeout) throws IOException {// 調用 epoll_ctl 函數注冊事件，對應步驟3updateRegistrations();// 調用 epoll_wait 函數等待事件發生，對應步驟4updated = epollWait(pollArrayAddress, NUM_EPOLLEVENTS, timeout, epfd);for (int i=0; i<updated; i++) {if (getDescriptor(i) == incomingInterruptFD) {interruptedIndex = i;interrupted = true;break;}}return updated; }/*** Update the pending registrations.*/ private void updateRegistrations() {synchronized (updateLock) {int j = 0;while (j < updateCount) {// 獲取 fd 和 events，這兩個值在調用 register 方法時被存儲到數組中int fd = updateDescriptors[j];short events = getUpdateEvents(fd);boolean isRegistered = registered.get(fd);int opcode = 0;if (events != KILLED) {// 確定 opcode 的值if (isRegistered) {opcode = (events != 0) ? EPOLL_CTL_MOD : EPOLL_CTL_DEL;} else {opcode = (events != 0) ? EPOLL_CTL_ADD : 0;}if (opcode != 0) {// 注冊事件epollCtl(epfd, opcode, fd, events);// 設置 fd 的注冊狀態if (opcode == EPOLL_CTL_ADD) {registered.set(fd);} else if (opcode == EPOLL_CTL_DEL) {registered.clear(fd);}}}j++;}updateCount = 0;}// 下面兩個均是 native 方法private native void epollCtl(int epfd, int opcode, int fd, int events);private native int epollWait(long pollAddress, int numfds, long timeout, int epfd) throws IOException; }

看到 updateRegistrations 方法的實現，大家現在知道 epoll_ctl 這個函數是在哪里調用的了。在 3.2 節通道注冊的結尾給大家埋了一個疑問，這里就是答案了。注冊通道實際上只是先將事件收集起來，等調用 select 方法時，在一起通過 epoll_ctl 函數將事件注冊到 epoll 實例中。

上面 epollCtl 和 epollWait 方法是 native 類型的，接下來我們再來看看這兩個方法是如何實現的。如下：

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+----EPollArrayWrapper.c JNIEXPORT void JNICALL Java_sun_nio_ch_EPollArrayWrapper_epollCtl(JNIEnv *env, jobject this, jint epfd, jint opcode, jint fd, jint events) {struct epoll_event event;int res;event.events = events;event.data.fd = fd;// 調用 epoll_ctl 注冊事件RESTARTABLE(epoll_ctl(epfd, (int)opcode, (int)fd, &event), res);if (res < 0 && errno != EBADF && errno != ENOENT && errno != EPERM) {JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "epoll_ctl failed");} }JNIEXPORT jint JNICALL Java_sun_nio_ch_EPollArrayWrapper_epollWait(JNIEnv *env, jobject this, jlong address, jint numfds, jlong timeout, jint epfd) {struct epoll_event *events = jlong_to_ptr(address);int res;if (timeout <= 0) { /* Indefinite or no wait */// 調用 epoll_wait 等待事件RESTARTABLE(epoll_wait(epfd, events, numfds, timeout), res);} else { /* Bounded wait; bounded restarts */res = iepoll(epfd, events, numfds, timeout);}if (res < 0) {JNU_ThrowIOExceptionWithLastError(env, "epoll_wait failed");}return res; }

上面的C代碼沒什么復雜的邏輯，這里就不多說了。如果大家對 epoll_ctl 和 epoll_wait 函數不了解，可以參考 Linux man-page。關于 epoll 的示例，也可以參考我的另一篇文章“基于epoll實現簡單的web服務器”。

說完步驟2和3對應的代碼，接下來再來說說步驟4和5。由于步驟4和步驟1是一樣的，這里不再贅述。最后再來說說步驟5的邏輯。代碼如下：

+----EPollSelectorImpl.java private int updateSelectedKeys() {int entries = pollWrapper.updated;int numKeysUpdated = 0;for (int i=0; i<entries; i++) {/* 從 pollWrapper 成員變量的 pollArray 中獲取文件描述符，* pollArray 中的數據由 epoll_wait 設置*/int nextFD = pollWrapper.getDescriptor(i);SelectionKeyImpl ski = fdToKey.get(Integer.valueOf(nextFD));// ski is null in the case of an interruptif (ski != null) {// 從 pollArray 中獲取就緒事件集合int rOps = pollWrapper.getEventOps(i);/* 如果 selectedKeys 已包含選擇鍵，則選擇鍵必須由新的事件發生時，* 才會將 numKeysUpdated + 1*/ if (selectedKeys.contains(ski)) {if (ski.channel.translateAndSetReadyOps(rOps, ski)) {numKeysUpdated++;}} else {// 轉換并設置就緒事件集合ski.channel.translateAndSetReadyOps(rOps, ski);if ((ski.nioReadyOps() & ski.nioInterestOps()) != 0) {// 更新 selectedKeys 集合，并將 numKeysUpdated + 1selectedKeys.add(ski);numKeysUpdated++;}}}}// 返回 numKeysUpdatedreturn numKeysUpdated; }+----SocketChannelImpl.java public boolean translateReadyOps(int ops, int initialOps, SelectionKeyImpl sk) {int intOps = sk.nioInterestOps(); // Do this just once, it synchronizesint oldOps = sk.nioReadyOps();int newOps = initialOps;if ((ops & PollArrayWrapper.POLLNVAL) != 0) {return false;}if ((ops & (PollArrayWrapper.POLLERR| PollArrayWrapper.POLLHUP)) != 0) {newOps = intOps;sk.nioReadyOps(newOps);// No need to poll again in checkConnect,// the error will be detected therereadyToConnect = true;return (newOps & ~oldOps) != 0;}/* * 轉換事件*/if (((ops & PollArrayWrapper.POLLIN) != 0) &&((intOps & SelectionKey.OP_READ) != 0) &&(state == ST_CONNECTED))newOps |= SelectionKey.OP_READ;if (((ops & PollArrayWrapper.POLLCONN) != 0) &&((intOps & SelectionKey.OP_CONNECT) != 0) &&((state == ST_UNCONNECTED) || (state == ST_PENDING))) {newOps |= SelectionKey.OP_CONNECT;readyToConnect = true;}if (((ops & PollArrayWrapper.POLLOUT) != 0) &&((intOps & SelectionKey.OP_WRITE) != 0) &&(state == ST_CONNECTED))newOps |= SelectionKey.OP_WRITE;// 設置事件sk.nioReadyOps(newOps);// 如果新的就緒事件和老的就緒事件不相同，則返回true，否則返回 falsereturn (newOps & ~oldOps) != 0; }

上面就是步驟5的邏輯了，簡單總結一下。首先是獲取就緒通道數量，然后再獲取這些就緒通道對應的文件描述符 fd，以及就緒事件集合 rOps。之后調用 translateAndSetReadyOps 轉換并設置就緒事件集合。最后，將選擇鍵添加到 selectedKeys 集合中，并累加 numKeysUpdated 值，之后返回該值。

以上就是選擇過程的代碼講解，貼了不少代碼，可能不太好理解。Java NIO 和操作系統接口關聯比較大，所以在學習 NIO 相關原理時，也應該去了解諸如 epoll 等系統調用的知識。沒有這些背景知識，很多東西看起來不太好懂。好了，本節到此結束。

?2.5 模板代碼

使用 NIO 選擇器編程時，主干代碼的結構一般比較固定。所以把主干代碼寫好后，就可以往里填業務代碼了。下面貼一個服務端的模板代碼，如下：

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ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open(); ssc.socket().bind(new InetSocketAddress("localhost", 8080)); ssc.configureBlocking(false);Selector selector = Selector.open(); ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);while(true) {int readyNum = selector.select();if (readyNum == 0) {continue;}Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();Iterator<SelectionKey> it = selectedKeys.iterator();while(it.hasNext()) {SelectionKey key = it.next();if(key.isAcceptable()) {// 接受連接} else if (key.isReadable()) {// 通道可讀} else if (key.isWritable()) {// 通道可寫}it.remove();} }

?2.6 實例演示

原本打算將示例演示的代碼放在本節中展示，奈何文章篇幅已經很大了，所以決定把本節的內容獨立成文。在下一篇文章中，我將會演示使用 Java NIO 完成一個簡單的 HTTP 服務器。這里先貼張效果圖，如下：

?3.總結

到這里，本文差不多就要結束了。原本只是打算簡單說說 Selector 的用法，然后再寫一份實例代碼。但是后來發現這樣寫顯得比較空洞，沒什么深度。所以后來翻了一下 Selector 的源碼，大致理解了 Selector 的邏輯，然后就有了上面的分析。不過 Selector 的邏輯并不止我上面所說的那些，還有一些內容我現在還沒看，所以就沒有講。對于已寫出來的分析，由于我個人水平有限，難免會有錯誤。如果有錯誤，也歡迎大家指出來，共同進步！

好了，本文到此結束，感謝大家的閱讀。

?參考

Java NIO Selector - jenkov.com
Java NIO(6): Selector - 知乎

?附錄

文中貼的一些代碼是沒有包含在 JDK src.zip 包里的，這里單獨列舉出來，方便大家查找。

文件名路徑

DefaultSelectorProvider.java	jdk/src/solaris/classes/sun/nio/ch/DefaultSelectorProvider.java
EPollSelectorProvider.java	jdk/src/solaris/classes/sun/nio/ch/EPollSelectorProvider.java
SelectorImpl.java	jdk/src/share/classes/sun/nio/ch/SelectorImpl.java
EPollSelectorImpl.java	jdk/src/solaris/classes/sun/nio/ch/EPollSelectorImpl.java
EPollArrayWrapper.java	jdk/src/solaris/classes/sun/nio/ch/EPollArrayWrapper.java
SelectionKeyImpl.java	jdk/src/share/classes/sun/nio/ch/SelectionKeyImpl.java
SocketChannelImpl.java	jdk/src/share/classes/sun/nio/ch/SocketChannelImpl.java
EPollArrayWrapper.c	jdk/src/solaris/native/sun/nio/ch/EPollArrayWrapper.c

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總結

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