Класс селектор

Селектор может быть создан путём вызова метода open этого класса, который будет использовать системный по умолчанию selector provider для создания нового селектора. Селектор также может быть создан путём вызова метода openSelector пользовательского поставщика селекторов. Селектор остаётся открытым до тех пор, пока не будет закрыт методом close.

Регистрация канала с выбором в селекторе 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 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. Набор выбранных ключей всегда является подмножеством набора ключей.

• Набор отменённых ключей — это набор ключей, которые были отменены, но каналы которых ещё не были дезактивированы. Этот набор не доступен напрямую. Набор отменённых ключей всегда является подмножеством набора ключей.

Все три набора пустые в вновь созданном селекторе.

Ключ добавляется в набор ключей селектора в качестве побочного эффекта регистрации канала через метод канала register. 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 при отмене, независимо от того, закрыт ли канал или вызвана ли его метод cancel. Отмена ключа приведёт к дезактивации 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 базовой операционной системы обновление готовности каждого зарегистрированного канала к выполнению любой из операций, определённых набором интересов его ключа. Существуют две формы операции выбора:

1. Методы select(), select(long) и selectNow() добавляют ключи каналов, готовых к выполнению операции, в набор выбранных ключей или обновляют набор готовых операций 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, а также удалены из наборов ключей и 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 дезактивируется. Этот шаг оставляет набор отменённых ключей пустым.

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

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

   2. В противном случае ключ канала уже находится в наборе выбранных ключей, поэтому его набор готовых операций изменяется так, 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, побитово объединяется с текущим набором готовности ключа.

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

3. Если какие-либо ключи были добавлены в набор отменённых ключей во время выполнения шага (2), 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 какое время.

Операции выбора, выполняющие действие над выбранными ключами

Во время каждой операции выбора ключи могут быть удалены из наборов ключей, выбранных ключей и 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 дезактивируется. Этот шаг оставляет набор отменённых ключей пустым.

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

   Для канала, готового к выполнению 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 альтернативном варианте, когда канал готов к выполнению более чем одной операции, действие может вызываться более одного раза с ключом канала и набором готовых операций, изменённым на подмножество операций, для которых канал готов. Когда действие вызывается более одного раза для одного и того же ключа, его набор готовых операций никогда не содержит биты операций, которые содержались в наборе в предыдущих вызовах действия в той же операции выбора.

3. Если какие-либо ключи были добавлены в набор отменённых ключей во время выполнения шага (2), то они обрабатываются, как в шаге (1).

Конкурентность

Селектор и его набор ключей безопасны для использования несколькими конкурирующими потоками. Однако его набор выбранных ключей и набор отменённых ключей — нет.

Операции выбора синхронизируются на самом селекторе, затем на наборе выбранных ключей. Они также синхронизируются на наборе отменённых ключей во время шагов (1) и (3) выше.

Изменения, внесённые в наборы интересов ключей селектора во время выполнения операции выбора, не влияют 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 наборах ключей селектора не подразумевает, что ключ действителен или что его канал открыт. Приложение должно быть осторожным в 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:

• Путем вызова метода wakeup селектора,

• Путем вызова метода close селектора или

• Путем вызова метода interrupt заблокированного потока, в этом случае его состояние прерывания будет установлено, и будет вызван метод селектора wakeup.

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

Набор ключей селектора безопасен для использования несколькими конкурирующими потоками. Операции извлечения из набора ключей обычно не блокируют, поэтому могут перекрываться с новыми регистрациями, которые добавляют в набор, или с шагами отмены операций выбора, которые удаляют ключи из набора. Итераторы и спитераторы возвращают элементы, отражающие состояние набора в какой-то момент времени, начиная с создания итератора/спитератора. Они не бросают исключение ConcurrentModificationException.

Набор выбранных ключей селектора, как правило, не безопасен для использования несколькими конкурирующими потоками. Если такой поток может напрямую изменять набор, то доступ должен быть контролируемым путём синхронизации на самом наборе. Итераторы, возвращаемые методами iterator набора, быстро отменяют: если набор изменяется после создания итератора, любым способом, кроме вызова метода remove самого итератора, то будет брошено исключение ConcurrentModificationException.