Класс выбора

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

Регистрация канала, подлежащего выбору, с выборщиком представлена объектом SelectionKey. Выборщик хранит три набора ключей выбора:

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

• Множество выбранных ключей представляет собой множество ключей, для канала каждого из которых было обнаружено, что он готов к по крайней мере одной из операций, определённых в наборе интересов ключа во время предыдущей операции выбора, которая добавляет ключи или обновляет ключи в наборе. Этот набор возвращается методом selectedKeys. Множество выбранных ключей всегда является подмножеством множества ключей.

• Множество отменённых ключей — это множество ключей, которые были отменены, но каналы которых ещё не были дерегистрированы. К этому набору нет прямого доступа. Множество отменённых ключей всегда является подмножеством множества ключей.

Все три набора пустые в только что созданном выборщике.

Ключ добавляется в множество ключей выборщика в качестве побочного эффекта регистрации канала через метод register канала. Отменённые ключи удаляются из множества ключей во время операций выбора. Само множество ключей не может быть изменено напрямую.

Ключ добавляется в множество отменённых ключей выборщика, когда он отменяется, будь то путём закрытия канала или вызова метода cancel. Отмена ключа приведёт к дерегистрации его канала во время следующей операции выбора, в этот момент ключ будет удалён из всех множеств ключей выборщика.

Ключи добавляются в множество выбранных ключей путём операций выбора. Ключ можно удалить напрямую из множества выбранных ключей, вызвав метод remove набора или вызвав метод remove итератора, полученного из набора. Все ключи можно удалить из множества выбранных ключей, вызвав метод clear набора. Ключи нельзя добавить непосредственно в множество выбранных ключей.

Выбор

Операция выбора запрашивает у базовой операционной системы обновление о готовности каждого зарегистрированного канала выполнить любую из операций, определённых набором интересов его ключа. Существует две формы операций выбора:

1. Методы select(), select(long) и selectNow() добавляют ключи каналов, готовых выполнить операцию, в множество выбранных ключей или обновляют множество готовых операций для ключей, уже находящихся в множестве выбранных ключей.

2. Методы select(Consumer), select(Consumer, long) и selectNow(Consumer) выполняют действие над ключом каждого канала, готового выполнить операцию. Эти методы не добавляют в множество выбранных ключей.

Операции выбора, добавляющие в множество выбранных ключей

Во время каждой операции выбора ключи могут добавляться и удаляться из множества выбранных ключей и из множеств ключей и отменённых ключей выборщика. Выбор выполняется методами select(), select(long) и selectNow() и включает три шага:

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

2. Базовая операционная система запрашивает обновление о готовности каждого оставшегося канала выполнить любую из операций, определённых набором интересов его ключа на момент начала операции выбора. Для канала, готового к по крайней мере одной такой операции, выполняется одно из следующих двух действий:

   1. Если ключ канала ещё не находится в множестве выбранных ключей, то он добавляется в этот набор, а его набор готовых операций изменяется, чтобы идентифицировать именно те операции, для которых канал теперь готов. Любая информация о готовности, ранее записанная в наборе, отбрасывается.

   2. В противном случае ключ канала уже находится в множестве выбранных ключей, поэтому его набор готовых операций изменяется, чтобы идентифицировать любые новые операции, для которых канал готов. Любая информация о готовности, ранее записанная в наборе, сохраняется; другими словами, набор готовности, возвращённый базовой системой, объединяется поразрядно с текущим набором готовых операций ключа.

   Если все ключи в множестве ключей в начале этого шага имеют пустые наборы интересов, то ни множество выбранных ключей, ни какие-либо наборы готовых операций ключей не будут обновлены.

3. Если в процессе шага (2) были добавлены какие-либо ключи в множество отменённых ключей, то они обрабатываются как в шаге (1).

Единственным существенным различием между тремя методами выбора является то, блокируется ли операция выбора для ожидания готовности одного или нескольких каналов, и если да, то на какое время.

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 выборщика. Выбор выполняется методами select(Consumer), select(Consumer,long) и selectNow(Consumer) и включает три шага:

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

2. Базовая операционная система запрашивает обновление о готовности каждого оставшегося канала выполнить любую из операций, определённых набором интересов его ключа на момент начала операции выбора.

   Для канала, готового к по крайней мере одной такой операции, набор готовых операций ключа канала устанавливается так, чтобы идентифицировать именно 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.

   В качестве альтернативы, если канал готов к 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 ключа, то его набор готовых операций никогда не содержит биты операций, которые содержались в наборе при предыдущих вызовах действия в одной и той же операции выбора.

3. Если в процессе шага (2) были добавлены какие-либо ключи в множество отменённых ключей, то они обрабатываются как в шаге (1).

Конкурентность

Выборщик и его множество ключей безопасны для использования несколькими потоками. Однако множество выбранных ключей и множество отменённых ключей не безопасны.

Операции выбора синхронизируются на самом выборщике, а затем на множестве выбранных ключей. Они также синхронизируются на множестве отменённых ключей на шагах (1) и (3) выше.

Изменения, внесённые в наборы интересов ключей выборщика во время выполнения операции выбора, не оказывают никакого влияния на эту операцию; они будут видны следующей операцией выбора.

Ключи могут быть отменены, и каналы могут быть закрыты в любое время. Следовательно, наличие ключа в одном или нескольких множествах ключей выборщика не означает, что ключ действителен или что его канал открыт. Приложение должно тщательно синхронизироваться и проверять эти условия по мере необходимости, если существует возможность того, что другой поток отменит ключ или закроет канал.

Блокированный в операции выбора поток может быть прерван другим потоком тремя способами:

• Вызвать метод wakeup выборщика,

• Вызвать метод close выборщика, или

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

Метод close синхронизируется на выборщике и его множестве выбранных ключей в том же порядке, что и в операции выбора.

Множество ключей выборщика безопасно для использования несколькими потоками. Операции извлечения из множества ключей обычно не блокируются и поэтому могут перекрываться с новыми регистрациями, которые добавляют в множество, или с шагами отмены операций выбора, которые удаляют ключи из множества. Итераторы и разделители возвращают элементы, отражающие состояние набора в какой-то момент времени, начиная с момента создания итератора/разделителя. Они не выбрасывают исключение ConcurrentModificationException.

Множество выбранных ключей выборщика обычно не безопасно для использования несколькими потоками. Если такой поток может напрямую изменить набор, то доступ должен контролироваться путём синхронизации на самом наборе. Итераторы, возвращаемые методами iterator набора, являются быстродействующими: если набор изменяется после создания итератора, любым способом, кроме вызова метода remove самого итератора, то будет брошено исключение ConcurrentModificationException.