现在用什么软件做网站,养老院网站开发背景,金乡网站建设公司,网站建设的公司哪家好文章目录 前言Selector类结构Selector抽象类AbstractSelectorSelectorImplWindowsSelectorImpl三种SelectionKey集合 前言
Java NIO#xff08;New I/O#xff09;的Selector选择器是一个用于多路复用#xff08;Multiplexing#xff09;的I/O操作的关键组件。它允许一个单… 文章目录 前言Selector类结构Selector抽象类AbstractSelectorSelectorImplWindowsSelectorImpl三种SelectionKey集合 前言
Java NIONew I/O的Selector选择器是一个用于多路复用Multiplexing的I/O操作的关键组件。它允许一个单独的线程监视多个通道Channel的可读性和可写性从而有效地管理大量并发连接。
Selector类结构 Selector抽象类
public abstract class Selector implements Closeable {protected Selector() { }// 创建Selector对象public static Selector open() throws IOException {return SelectorProvider.provider().openSelector();}// 检测Selector是否打开public abstract boolean isOpen();// 返回创建该Selector的Providerpublic abstract SelectorProvider provider();// 返回Key集合key集合不能被直接修改只有在被cancel和channel被撤销的时候key才被移除。并且不是线程安全的集合。public abstract SetSelectionKey keys();// 返回selected-key集合key可以直接移除但是不可以直接增加。并且不是线程安全的集合。public abstract SetSelectionKey selectedKeys();// 选择channel有IO事件的key。// 该方法是非阻塞的selection操作如果自上次selection操作之后无channel具有IO事件该方法会立刻返回零。// 执行该方法会立刻清除之前执行的wakeup影响。public abstract int selectNow() throws IOException;// 阻塞操作只有在以下的状态变化时//1至少有一个IO的channel2调用selector.wakeup方法3当前线程被interrupt4timeout时间到(毫秒)public abstract int select(long timeout)throws IOException;// 阻塞操作返回条件与select(long timeout)类似public abstract int select() throws IOException;// 唤醒当前select阻塞的操作如果另一个线程当前阻塞在select或select(long)方法。// 如果当前没有select阻塞则下次执行select或select(long)则直接返回除非selectNow同时执行//之后select和select(long)方法会正常阻塞// 如果在select操作之间多次调用wakeup与调用一次效果是一样的public abstract Selector wakeup();// 关闭Selector。// 调用close方法如果当前阻塞在selection操作就像调用wakeup方法一样会立刻中断操作// 与该selector关联的未cancelled的key将失效它们的channel将撤销与Selector相关的其他资源将释放。// 如果Selector已经关闭执行这个方法将没有影响。// selector关闭之后如果执行与selector相关的操作会报ClosedSelectorExceptionpublic abstract void close() throws IOException;}// java.nio.channels.spi.SelectorProviderpublic static SelectorProvider provider() {synchronized (lock) {if (provider ! null)return provider;return AccessController.doPrivileged(new PrivilegedActionSelectorProvider() {public SelectorProvider run() {if (loadProviderFromProperty())return provider;if (loadProviderAsService())return provider;// 这里就是打开Selector的真正方法provider sun.nio.ch.DefaultSelectorProvider.create();return provider;}});}
}
AbstractSelector
AbstractSelector主要实现了Selector的打开关闭的状态维护支持异步关闭和中断的begin和end方法cancelledKeys等。
public abstract class AbstractSelectorextends Selector
{private AtomicBoolean selectorOpen new AtomicBoolean(true); // 是否打开// The provider that created this selectorprivate final SelectorProvider provider;protected AbstractSelector(SelectorProvider provider) {this.provider provider;}// 三大key集合之一cancelledKeysprivate final SetSelectionKey cancelledKeys new HashSetSelectionKey();void cancel(SelectionKey k) { // package-privatesynchronized (cancelledKeys) {cancelledKeys.add(k);}}public final void close() throws IOException {boolean open selectorOpen.getAndSet(false);if (!open)return;implCloseSelector();// 只有在Selector未关闭的情况下调用并且只能被调用一次。}// 关闭Selector// 这个方法被close方法调用去执行Selector的关闭操作只有在Selector未关闭的情况下调用并且只能被调用一次。具体参考上面close实现protected abstract void implCloseSelector() throws IOException;public final boolean isOpen() {return selectorOpen.get();}public final SelectorProvider provider() {return provider;}protected final SetSelectionKey cancelledKeys() {return cancelledKeys;}// 为Selector注册Channel这个方法被AbstractSelectableChannel.register方法调用protected abstract SelectionKey register(AbstractSelectableChannel ch,int ops, Object att);protected final void deregister(AbstractSelectionKey key) {((AbstractSelectableChannel)key.channel()).removeKey(key);}// -- Interruption machinery --private Interruptible interruptor null;// 支持异步关闭和中断的begin和end方法protected final void begin() {if (interruptor null) {interruptor new Interruptible() {public void interrupt(Thread ignore) {AbstractSelector.this.wakeup();}};}AbstractInterruptibleChannel.blockedOn(interruptor);Thread me Thread.currentThread();if (me.isInterrupted())interruptor.interrupt(me);}protected final void end() {AbstractInterruptibleChannel.blockedOn(null);}} SelectorImpl
SelectorImpl 是 Selector 的一个实现类它通常不会被应用程序直接使用而是通过 Selector.open() 方法获取一个 Selector 实例这个实例内部可能是一个 SelectorImpl。
以下是 SelectorImpl 的一些关键功能
注册通道通过 register() 方法可以将一个通道Channel注册到选择器Selector上并指定感兴趣的操作集如 SelectionKey.OP_READ、SelectionKey.OP_WRITE 等。选择操作select() 方法允许选择器等待直到至少有一个已注册的通道准备好进行感兴趣的操作。当 select() 方法返回时可以通过 selectedKeys() 方法获取一个包含已就绪通道的 SelectionKey 集合。处理已就绪的通道一旦通过 select() 方法得知哪些通道已就绪就可以遍历 selectedKeys() 返回的集合并对每个已就绪的通道进行相应的处理。取消注册和关闭可以通过 SelectionKey 的 cancel() 方法取消通道的注册也可以通过 close() 方法关闭选择器。
需要注意的是SelectorImpl 的具体实现因 Java 的不同版本和不同的操作系统而有所不同。因此在编写依赖于 SelectorImpl 的代码时应该尽量使用 Selector 和 SelectionKey 等抽象接口以确保代码的兼容性和可移植性。
public abstract class SelectorImpl extends AbstractSelector {protected SetSelectionKey selectedKeys new HashSet();protected HashSetSelectionKey keys new HashSet();private SetSelectionKey publicKeys;private SetSelectionKey publicSelectedKeys;protected SelectorImpl(SelectorProvider var1) {super(var1);if (Util.atBugLevel(1.4)) {this.publicKeys this.keys;this.publicSelectedKeys this.selectedKeys;} else {this.publicKeys Collections.unmodifiableSet(this.keys);this.publicSelectedKeys Util.ungrowableSet(this.selectedKeys);}}public SetSelectionKey keys() {if (!this.isOpen() !Util.atBugLevel(1.4)) {throw new ClosedSelectorException();} else {return this.publicKeys;}}public SetSelectionKey selectedKeys() {if (!this.isOpen() !Util.atBugLevel(1.4)) {throw new ClosedSelectorException();} else {return this.publicSelectedKeys;}}protected abstract int doSelect(long var1) throws IOException;private int lockAndDoSelect(long var1) throws IOException {synchronized(this) {if (!this.isOpen()) {throw new ClosedSelectorException();} else {int var10000;synchronized(this.publicKeys) {synchronized(this.publicSelectedKeys) {var10000 this.doSelect(var1);}}return var10000;}}}public int select(long var1) throws IOException {if (var1 0L) {throw new IllegalArgumentException(Negative timeout);} else {return this.lockAndDoSelect(var1 0L ? -1L : var1);}}public int select() throws IOException {return this.select(0L);}public int selectNow() throws IOException {return this.lockAndDoSelect(0L);}public void implCloseSelector() throws IOException {this.wakeup();synchronized(this) {synchronized(this.publicKeys) {synchronized(this.publicSelectedKeys) {this.implClose();}}}}protected abstract void implClose() throws IOException;public void putEventOps(SelectionKeyImpl var1, int var2) {}protected final SelectionKey register(AbstractSelectableChannel var1, int var2, Object var3) {if (!(var1 instanceof SelChImpl)) {throw new IllegalSelectorException();} else {SelectionKeyImpl var4 new SelectionKeyImpl((SelChImpl)var1, this);var4.attach(var3);synchronized(this.publicKeys) {this.implRegister(var4);}var4.interestOps(var2);return var4;}}protected abstract void implRegister(SelectionKeyImpl var1);void processDeregisterQueue() throws IOException {Set var1 this.cancelledKeys();synchronized(var1) {if (!var1.isEmpty()) {Iterator var3 var1.iterator();while(var3.hasNext()) {SelectionKeyImpl var4 (SelectionKeyImpl)var3.next();try {this.implDereg(var4);} catch (SocketException var11) {throw new IOException(Error deregistering key, var11);} finally {var3.remove();}}}}}protected abstract void implDereg(SelectionKeyImpl var1) throws IOException;public abstract Selector wakeup();
}WindowsSelectorImpl
//poll数组和channel数组的初始容量
private final int INIT_CAP 8;
//select操作时每个线程处理的最大FD数量。为INIT_CAP乘以2的幂
private final static int MAX_SELECTABLE_FDS 1024;
//由这个选择器服务的SelectableChannel的列表
private SelectionKeyImpl[] channelArray new SelectionKeyImpl[INIT_CAP];
//存放所有FD的包装器主要用于poll操作
private PollArrayWrapper pollWrapper;
//注册到当前选择器上总的通道数量初始化为1是因为实例化选择器时加入了wakeupSourceFd
private int totalChannels 1;
//选择操作所需要的辅助线程数量。每增加一组MAX_SELECTABLE_FDS - 1个通道就需要一个线程。
private int threadsCount 0;
//辅助线程列表
private final ListSelectThread threads new ArrayList();
//创建一个Pipe实例用于实现唤醒选择器的功能
private final Pipe wakeupPipe ;
//管道的read端FD用于实现唤醒选择器的功能
private final int wakeupSourceFd;
//管道的write端FD用于实现唤醒选择器的功能
private final int wakeupSinkFd;
//关闭锁通常在注册、注销关闭修改选择键的interestOps时都存在竞态条件主要保护channelArray、pollWrapper等
private Object closeLock new Object();
//FD为键SelectionKeyImpl为value的内部map,方便通过FD查找SelectionKeyImpl
private final FdMap fdMap new FdMap();
//内部类SubSelector中封装了发起poll调用和处理poll调用结果的细节。由主线程调用
private final SubSelector subSelector new SubSelector();
//选择器每次选择的超时参数
private long timeout;
//中断锁用于保护唤醒选择器使用的相关竞态资源如interruptTriggered
private final Object interruptLock new Object();
//是否触发中断唤醒选择器的重要标志由interruptLock保护
private volatile boolean interruptTriggered false;
//启动锁当使用多线程处理选择器上Channel的就绪事件时用于协调这些线程向内核发起系统调用
//辅助线程会在该锁上等待
private final WindowsSelectorImpl.StartLock startLock new WindowsSelectorImpl.StartLock();
//完成锁当使用多线程处理选择器上Channel的就绪事件时用于协调这些线程从系统调用中返回
//主线程会在该锁上等待
private final WindowsSelectorImpl.FinishLock finishLock new WindowsSelectorImpl.FinishLock();
//updateSelectedKeys调用计数器
//SubSelector.fdsMap中的每个条目都有一个的updateCount值。调用processFDSet时当我们增加numKeysUpdated
//会同步将updateCount设置为当前值。 这用于避免多次计算同一个选择键更新多次numKeysUpdated。
//同一个选择键可能出现在readfds和writefds中。
private long updateCount 0L;三种SelectionKey集合
在Java NIO中Selector对象维护了三种与SelectionKey相关的集合这些集合在Selector的生命周期中扮演着重要角色。这三种集合分别是 键集Key Set 这个集合包含了所有注册到当前Selector对象的通道的SelectionKey对象。换句话说每当一个通道通过register()方法注册到Selector时都会生成一个与之对应的SelectionKey并添加到这个键集中。这个集合可以通过调用Selector的keys()方法获得。需要注意的是键集是包含了所有注册到选择器的通道的集合无论这些通道的事件是否就绪。 已选择键集Selected Key Set 当调用Selector的select()方法时它会阻塞等待直到至少有一个注册到它的通道上的某个事件变得就绪例如可读、可写等。一旦有事件就绪这些事件对应的SelectionKey就会被自动加入到已选择键集中。这个集合包含了上一次Selector选择期间发生了就绪事件的通道的SelectionKey对象集合。它是键集的子集可以通过调用Selector的selectedKeys()方法获得。在处理完一个SelectionKey后通常需要从已选择键集中移除它以避免重复处理。 已取消键集Cancelled Key Set 这个集合包含了那些已经被调用cancel()方法取消的SelectionKey对象但是关联的通道还没有被撤销。这个集合不能直接获得并且它始终是键集的子集。当一个SelectionKey被取消后它并不会立即从键集中移除而是会被加入到已取消键集中。在下次调用select()方法时这些已取消的键会被从键集中移除。
这三种集合共同协作使得Selector能够高效地管理多个通道的事件并通过非阻塞的方式处理这些事件。开发者可以通过操作这些集合来监控通道的状态处理就绪的事件以及管理通道的注册和取消操作。
