这是NIO学习笔记的第3篇，也是最后一篇了，还剩下最后一个核心类——Selector，此外会补充一些前面略过的点。
Selector
在使用BIO时，为了避免阻塞，我们可能会给每个I/O流开辟一个线程(高端一点，整个线程池啥的)，但大量的线程仍可能占用掉过多的资源。启用NIO中Channel的非阻塞特性吧，上一篇末尾通过死循环来判断结果的逻辑是我不能接受的，甚至也达不到提升性能的目的，这时就需要Selector登场了。
Selector的作用是检查指定的Channel是否有某些的事件发生，比如有数据可以读/写了。如果有，我们才去调用相应的非阻塞方法，通过这种操作规避了在死循环中无意义地调用。
在使用Selector之前，我们需要打开它，并将关注的Channel事件注册给它
- java.nio.channels.Selector#open
- java.nio.channels.SelectableChannel#register(java.nio.channels.Selector, int)
注意：注册给Selector的Channel必须是非阻塞的，否则会抛出java.nio.channels.IllegalBlockingModeException异常
register方法的第二个int型参数实际上是java.nio.channels.SelectionKey中的常量，共有4个，表明Selector感兴趣的事件(读/写/建立连接/接受连接)
- java.nio.channels.SelectionKey#OP_READ
- java.nio.channels.SelectionKey#OP_WRITE
- java.nio.channels.SelectionKey#OP_CONNECT
- java.nio.channels.SelectionKey#OP_ACCEPT
注意：一个Selector中可以注册多个Channel，但一个Channel只能在一个Selector里注册一次，第二次及以后的注册只相当于更新SelectionKey
接着就可以从Selector中选取就绪的Channel了，对应的方法是
- java.nio.channels.Selector#select()
- java.nio.channels.Selector#selectNow
两者的区别是前者会阻塞直到至少有一个Channel可以被选中(不一定就绪哦~所以它很有可能返回“0个Channel已就绪”)，而后者是非阻塞的，会立即返回当前就绪的Channel个数，此外select还有一个支持超时的重载版本。
当有Channel就绪以后，通过迭代器迭代下面方法返回的集合，就可以知道当前哪些Channel就绪了
- java.nio.channels.Selector#selectedKeys
注意：处理过的Channel不会自动从集合中移除，需要手动remove或clear
再对这些就绪的Channel，用下面的方法判断是否有感兴趣的事件发生
- java.nio.channels.SelectionKey#isReadable
- java.nio.channels.SelectionKey#isWritable
- java.nio.channels.SelectionKey#isConnectable
- java.nio.channels.SelectionKey#isAcceptable
如果有，取出并强制造型相应的Channel作进一步处理
- java.nio.channels.SelectionKey#channel
最后附上一个功能非常简单的非阻塞服务器程序，它使用TCP监听本机8888端口，接受任何传入的连接，不论这个连接向服务器发生什么，都回复当前时间。
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| public class SelectorDemo { public static void main(String[] args) throws IOException { try (Selector selector = Selector.open(); ServerSocketChannel channel = ServerSocketChannel.open()) { channel.bind(new InetSocketAddress(8888)); //channel必须是非阻塞的 channel.configureBlocking(false); //向selector注册关注的事件 channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); while (true) { if (selector.select() == 0) { //没有channel为ready(能被选中) continue; } Iterator<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys().iterator(); while (keys.hasNext()) { SelectionKey key = keys.next(); System.out.println("SELECT: " + key); //处理关注的事件 if (key.isAcceptable()) { //当前channel已经可以接受连接(那就接受连接呗!) accept(((ServerSocketChannel) key.channel()).accept(), selector); } if (key.isReadable()) { //当前channel已经可读(读取数据，然后关注写事件) read((SocketChannel) key.channel()); key.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE); } if (key.isWritable()) { //当前channel已经可写(写入数据，然后关注读事件) write((SocketChannel) key.channel()); key.interestOps(SelectionKey.OP_READ); } //selectionKey处理完成后要手动从selectedKeys中移除 keys.remove(); } } } } private static void accept(SocketChannel channel, Selector selector) throws IOException { channel.configureBlocking(false); channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ); System.out.println("ACCEPT: " + channel); } private static void read(SocketChannel channel) throws IOException { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); while (channel.read(buffer) > 0) { buffer.flip(); while (buffer.hasRemaining()) { byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()]; buffer.get(bytes); System.out.println("READ: " + new String(bytes, Charset.forName("utf-8"))); } } } private static void write(SocketChannel channel) throws IOException { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); String string = new Date().toString(); System.out.println("WRITE: " + string); buffer.put(string.getBytes(Charset.forName("utf-8"))); buffer.flip(); while (buffer.hasRemaining()) { channel.write(buffer); } } }
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Paths和Files
这两位，是Java7以后新增的工具类，分别用于操作路径和文件，提供类似下面的几个方法
- java.nio.file.Paths#get(java.lang.String, java.lang.String…)
- java.nio.file.Files#copy(java.nio.file.Path, java.nio.file.Path, java.nio.file.CopyOption…)
- java.nio.file.Files#move
- java.nio.file.Files#delete
- ……
AsynchronousFileChannel
之前提过，FileChannel是几个常见Channel中唯一一个不支持设置成非阻塞模式的Channel，但某些情况下我们确实有非阻塞操作文件的需求，这该怎么办呢？固然我们可以自己用多线程封装这么一个工具，很可能也已经有三方库实现了类似功能，但Java7以后对此提供了原生的支持——java.nio.channels.AsynchronousFileChannel。
首先依然是打开AsynchronousFileChannel
- java.nio.channels.AsynchronousFileChannel#open(java.nio.file.Path, java.nio.file.OpenOption…)
第2个参数类似于打开RandomAccessFile时的第2个参数，OpenOption的实现类提供了若干个常量表示以读/写等模式打开文件。
随后就可以进行异步的读/写操作了。无论读还是写，都提供2个重载版本
- java.nio.channels.AsynchronousFileChannel#read(java.nio.ByteBuffer, long)
- java.nio.channels.AsynchronousFileChannel#read(java.nio.ByteBuffer, long, A, java.nio.channels.CompletionHandler)
- java.nio.channels.AsynchronousFileChannel#write(java.nio.ByteBuffer, long)
- java.nio.channels.AsynchronousFileChannel#write(java.nio.ByteBuffer, long, A, java.nio.channels.CompletionHandler)
其中2个参数的方法，返回java.util.concurrent.Future供后期获取执行结果，而4个参数的版本，第4个参数直接是一个java.nio.channels.CompletionHandler类型的、当对文件异步读/写完成的回调。
以读为例，测试代码如下
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| private static void readFuture() throws IOException, ExecutionException, InterruptedException { try (AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("nio-async-file.txt"), StandardOpenOption.READ)) { ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); Future<Integer> future = channel.read(buffer, 0); int length = future.get(); //处理读取结果 } } private static void readCallback() throws IOException { AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("nio-async-file.txt"), StandardOpenOption.READ); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); channel.read(buffer, 0, null, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() { @Override public void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) { //读取成功回调 } @Override public void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) { //读取失败回调 } }); }
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分了三部分记的NIO学习笔记暂告一段，可能涉及的内容基本上只是NIO如何使用，没有过多地深入其细节。