Класс Selector

public abstract class Selector
extends Object
implements Closeable

Мультиплексор объектов SelectableChannel.

Селектор можно создать, вызвав метод open этого класса, который будет использовать системный по умолчанию selector provider для создания нового селектора. Селектор также можно создать, вызвав метод openSelector пользовательского поставщика селекторов. Селектор остается открытым до тех пор, пока он не будет закрыт с помощью метода close.

Регистрация канала, подлежащего выбору, с селектором представлена объектом SelectionKey. Селектор поддерживает три набора ключей выбора:

• Набор ключей содержит ключи, представляющие текущие регистрации каналов этого селектора. Этот набор возвращается методом keys.

• Набор выбранных ключей — это набор ключей, для каждого из которых канал был обнаружен готовым к выполнению хотя бы одной из операций, указанных в наборе интересов ключа во время предыдущей операции выбора, добавляющей ключи или обновляющей ключи в наборе. Этот набор возвращается методом selectedKeys. Набор выбранных ключей всегда является подмножеством набора ключей.

• Набор отмененных ключей — это набор ключей, которые были отменены, но каналы которых ещё не были дерегистрированы. К этому набору нет прямого доступа. Набор отменённых ключей всегда является подмножеством набора ключей.

Все три набора пусты в вновь созданном селекторе.

Ключ добавляется в набор ключей селектора в качестве побочного эффекта регистрации канала через метод register канала. Отменённые ключи удаляются из набора ключей во время операций выбора. Сам набор ключей не может быть изменён напрямую.

Ключ добавляется в набор отменённых ключей селектора, когда он отменяется, независимо от того, закрыт ли его канал или вызван ли метод cancel. Отмена ключа приведёт к дерегистрации его канала во время следующей операции выбора, в этот момент ключ будет удалён из всех наборов ключей селектора.

Ключи добавляются в набор выбранных ключей операциями выбора. Ключ может быть удалён непосредственно из набора выбранных ключей путём вызова метода remove набора или вызова метода remove итератора iterator, полученного из набора. Все ключи могут быть удалены из набора выбранных ключей путём вызова метода clear набора. Ключи не могут быть добавлены непосредственно в набор выбранных ключей.

Выбор

Операция выбора запрашивает у основной операционной системы обновление о готовности каждого зарегистрированного канала к выполнению любой из операций, определённых набором интересов его ключа. Существуют две формы операций выбора:

1. Методы select(), select(long) и selectNow() добавляют ключи каналов, готовых к выполнению операции, в набор выбранных ключей или обновляют набор готовых операций для ключей, уже присутствующих в наборе выбранных ключей.

2. Методы select(Consumer), select(Consumer, long) и selectNow(Consumer) выполняют действие над ключом каждого канала, готового к выполнению операции. Эти методы не добавляют ключи в набор выбранных ключей.

Операции выбора, добавляющие в набор выбранных ключей

Во время каждой операции выбора ключи могут быть добавлены и удалены из набора выбранных ключей селектора, и могут быть удалены из набора ключей и набора отменённых ключей. Выбор выполняется методами select(), select(long) и selectNow() и включает три шага:

1. Каждый ключ в наборе отменённых ключей удаляется из каждого набора ключей, членом которого он является, и его канал дерегистрируется. Этот шаг оставляет набор отменённых ключей пустым.

2. Основная операционная система запрашивает обновление о готовности каждого оставшегося канала к выполнению любой из операций, указанных в наборе интересов его ключа на момент начала операции выбора. Для канала, готового хотя бы к одной такой операции, выполняется одно из следующих двух действий:

   1. Если ключ канала ещё не присутствует в наборе выбранных ключей, то он добавляется в этот набор, и его набор готовых операций изменяется таким образом, чтобы указывать точно те операции, для которых канал теперь готов. Любая информация о готовности, ранее записанная в наборе, отбрасывается.

   2. В противном случае ключ канала уже присутствует в наборе выбранных ключей, поэтому его набор готовых операций изменяется для указания любых новых операций, для которых канал готов. Любая информация о готовности, ранее записанная в наборе, сохраняется; другими словами, набор готовности, возвращаемый основной системой, объединяется поразрядно с текущим набором готовности ключа.

   Если у всех ключей в наборе ключей в начале этого шага пустые наборы интересов, то ни набор выбранных ключей, ни наборы готовых операций ключей не будут обновлены.

3. Если в ходе шага (2) были добавлены ключи в набор отменённых ключей, то они обрабатываются как в шаге (1).

Единственное существенное различие между тремя методами выбора заключается в том, блокируется ли операция выбора для ожидания готовности одного или нескольких каналов, и если да, то на какой срок.

Операции выбора, выполняющие действие над выбранными ключами

Во время каждой операции выбора ключи могут быть удалены из набора ключей, набора выбранных ключей и набора отменённых ключей селектора. Выбор выполняется методами select(Consumer), select(Consumer,long) и selectNow(Consumer) и включает три шага:

1. Каждый ключ в наборе отменённых ключей удаляется из каждого набора ключей, членом которого он является, и его канал дерегистрируется. Этот шаг оставляет набор отменённых ключей пустым.

2. Основная операционная система запрашивает обновление о готовности каждого оставшегося канала к выполнению любой из операций, указанных в наборе интересов его ключа на момент начала операции выбора.

   Для канала, готового хотя бы к одной такой операции, набор готовых операций ключа канала устанавливается таким образом, чтобы указывать точно те операции, для которых канал готов, и вызывается действие, указанное методу select, для потребления ключа канала. Любая информация о готовности, ранее записанная в наборе, отбрасывается перед вызовом действия.

   Если канал готов к выполнению более чем одной операции, действие может быть вызвано более одного раза с ключом канала и набором готовых операций, изменённым на подмножество операций, для которых канал готов. Если действие вызывается более одного раза для одного и того же ключа, то его набор готовых операций никогда не содержит биты операций, которые содержались в наборе в предыдущие вызовы действия в той же операции выбора.

3. Если в ходе шага (2) были добавлены ключи в набор отменённых ключей, то они обрабатываются как в шаге (1).

Конкурентность

Селектор и его набор ключей безопасны для использования несколькими потоками. Его набор выбранных ключей и набор отменённых ключей, однако, не являются безопасными.

Операции выбора синхронизируются по самому селектору, затем по набору выбранных ключей. Они также синхронизируются по набору отменённых ключей во время шагов (1) и (3), описанных выше.

Изменения, внесенные в наборы интересов ключей селектора во время выполнения операции выбора, не оказывают на неё никакого влияния; они будут видны следующей операцией выбора.

Ключи могут быть отменены, и каналы могут быть закрыты в любое время. Поэтому наличие ключа в одном или нескольких наборах ключей селектора не означает, что ключ действителен или что его канал открыт. Приложения должны быть внимательны к синхронизации и проверке этих условий по мере необходимости, если существует вероятность того, что другой поток отменит ключ или закроет канал.

Поток, заблокированный в операции выбора, может быть прерван другим потоком тремя способами:

• Вызвать метод wakeup селектора,

• Вызвать метод close селектора, или

• Вызвать метод interrupt заблокированного потока, в этом случае его статус прерывания будет установлен, и метод wakeup селектора будет вызван.

Метод close синхронизируется по селектору и его набору выбранных ключей в том же порядке, что и операция выбора.

Набор ключей селектора безопасен для использования несколькими потоками. Операции извлечения из набора ключей обычно не блокируют, и поэтому могут перекрываться с новыми регистрациями, добавляющими в набор, или с шагами отмены операций выбора, удаляющими ключи из набора. Итераторы и разделители возвращают элементы, отражающие состояние набора в какой-то момент времени до или после создания итератора/разделителя. Они не выбрасывают ConcurrentModificationException.

Набор выбранных ключей селектора, как правило, не безопасен для использования несколькими потоками. Если такой поток может изменять набор напрямую, то доступ должен контролироваться с помощью синхронизации по самому набору. Итераторы, возвращаемые методами iterator набора, являются быстропроходящими: если набор изменяется после создания итератора каким-либо способом, кроме вызова метода remove самого итератора, то будет брошено исключение ConcurrentModificationException.