NIO SelectionKey 详解

SelectionKey 是 Java NIO 中的一个重要类，用于表示一个通道在 Selector 上的注册关系。它包含了通道的状态信息和感兴趣的事件类型。SelectionKey 是使用 Selector 时的核心组件之一，因为它帮助管理和识别通道的 I/O事件。

SelectionKey 的基本概念

• 通道（Channel） ：代表一个可以进行 I/O 操作的实体，如 SocketChannel、ServerSocketChannel 等。
• 选择器（Selector）：用于监视多个通道上的 I/O事件。
• 选择键（SelectionKey） ：表示一个通道在 Selector 上的注册，包含该通道的事件兴趣和状态。

SelectionKey 的常量

SelectionKey 使用了一些常量来表示通道的不同事件类型：

• OP_READ：表示通道中有数据可读。
• OP_WRITE：表示通道可以写数据。
• OP_CONNECT：表示连接操作已经完成。
• OP_ACCEPT：表示服务器通道已准备好接受新的连接。

这些常量是位掩码，可以组合使用。例如，OP_READ | OP_WRITE 表示对读和写事件都感兴趣。

SelectionKey 的主要方法

1. interestOps()：

   int interestSet = selectionKey.interestOps();

   返回当前选择键的兴趣集，即通道感兴趣的操作。

2. interestOps(int ops)：

   selectionKey.interestOps(SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);

   设置通道的兴趣集，指定对哪些操作感兴趣。

3. readyOps()：

   int readySet = selectionKey.readyOps();

   返回通道已经准备好的操作集。

4. channel()：

   SelectableChannel channel = selectionKey.channel();

   返回与此选择键关联的通道。

5. selector()：

   Selector selector = selectionKey.selector();

   返回生成此选择键的选择器。

6. isValid()：

   boolean valid = selectionKey.isValid();

   检查选择键是否仍然有效。

7. cancel()：

   selectionKey.cancel();

   取消选择键，使其无效。

8. attach(Object obj) 和 attachment()：

   selectionKey.attach(someObject);
   Object attached = selectionKey.attachment();

   可以将一个对象附加到选择键上，便于在处理事件时访问相关数据。

使用 SelectionKey

在使用 Selector 进行非阻塞 I/O 操作时，SelectionKey 用于识别哪些通道已经准备好进行 I/O 操作，并获取相关的通道和附加信息。

示例

以下是一个简单的使用 SelectionKey 的示例：

Selector selector = Selector.open();
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080));
serverChannel.configureBlocking(false);
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

while (true) {
    selector.select();
    Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
    Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();

    while (keyIterator.hasNext()) {
        SelectionKey key = keyIterator.next();

        if (key.isAcceptable()) {
            ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
            SocketChannel client = server.accept();
            client.configureBlocking(false);
            client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
        } else if (key.isReadable()) {
            SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(256);
            client.read(buffer);
            // 处理读取的数据
        }

        keyIterator.remove();
    }
}

注意事项

• 有效性 ：在处理完一个 SelectionKey 后，通常需要调用 keyIterator.remove() 来从集合中移除它，以避免重复处理。
• 附加对象 ：可以通过 attach() 和 attachment() 方法将上下文信息附加到选择键上，方便在事件处理时使用。
• 取消键 ：当通道不再需要时，可以调用 cancel() 方法取消选择键。

SelectionKey 是 Java NIO 中实现高效非阻塞 I/O 操作的关键工具之一，通过它可以有效地管理和处理多个通道的事件。

参考

NIO Selector 详解