NIO Selector

一、NIO Selector的定義和作用

Java NIO（New IO）是從Java 1.4版本開始引入的，用於替代原來的Java IO API，NIO提供了一種面向緩衝區的、基於通道的I/O操作方式。NIO中的Selector其實是一個選擇器，用於處理多個通道的選擇性IO操作。以前，一個線程只能處理一個連接，而Selector提供了一種可以通過一個線程處理多個連接的方式。

在使用NIO編程時，Selector負責監控被註冊進它裏面的Channel，當Channel中有可以進行IO操作的狀態時，Selector將會得到通知，進行相應的處理，而不需要線程一直輪詢。因此，NIO Selector解決了Java BIO的瓶頸問題，保證了處理高並發連接時系統性能和可靠性的平衡。

二、NIO Selector的基本使用方法

下面給出一個簡單的例子來說明如何使用NIO Selector實現服務端與客戶端的簡單通信：

    Selector selector = Selector.open();
    ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();
    serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8080));
    serverSocket.configureBlocking(false);
    SelectionKey selectionKey = serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
    while (true) {
        selector.select();
        Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
        Iterator<SelectionKey> iterator = selectionKeys.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            SelectionKey key = iterator.next();
            if (key.isAcceptable()) {
                ServerSocketChannel serverSocketChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
                SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                socketChannel.configureBlocking(false);
                socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                System.out.println("建立鏈接");
            } else if (key.isReadable()) {
                SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                socketChannel.read(buffer);
                String receive = new String(buffer.array());
                System.out.println("接收到客戶端的信息：" + receive);
            }
            iterator.remove();
        }
    }

上述代碼中，我們首先創建一個Selector實例並打開一個ServerSocketChannel，然後將ServerSocketChannel註冊到Selector上，並且聲明該Selector對客戶端連接請求（OP_ACCEPT）感興趣。

最後通過不斷地輪詢select()方法，來檢查是否有連接已經準備好進行I/O操作。在select()方法返回之後，我們通過迭代器獲取可操作的SelectionKey集合，然後進行相應操作，例如建立連接或者從通道中讀取數據。

三、NIO Selector的優缺點

NIO Selector有以下幾個優點：

1、單線程可以處理多個連接，降低了系統開銷，提高了系統的伸縮性；

2、為非阻塞I/O提供了一個優良的基礎，Selector監聽多個Channel的I/O事件的能力使得單個線程可以處理多個並發通道，從而提高了系統的並發處理能力；

3、提供了更高效的事件通知機制。當向Selector註冊Channel時，可以指定我們感興趣的操作類型（Connect、Accept、Read、Write），只有在這些事件發生時，Selector才會返回，否則就一直阻塞。這樣，我們就可以用一個線程去管理多個channel，也就是NIO實現高效的處理方式的基礎；

但同時，NIO Selector也有以下幾個缺點：

1、對於連接的管理較為複雜，且處理細節需要高度注意；

2、編程較為繁瑣，需要一定的經驗和能力；

3、自己編寫網絡框架時，使用NIO Selector需要考慮到眾多細節問題，涉及到多線程、使用ByteBuffer等方面；