Выбор класса

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

Регистрация канала выбора 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, такой что для каждого ключа его канал был обнаружен готовым 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. Набор выбранных ключей всегда является подмножеством набора ключей.

• Набор отменённых 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 недавно созданном селекторе.

Ключ добавляется в набор ключей селектора как побочный эффект регистрации канала через метод канала register. Отменённые ключи удаляются из набора ключей во время операций выбора. Сам набор ключей напрямую не изменяется.

Ключ добавляется в набор отменённых ключей селектора, когда он отменяется, будь то закрытием его канала или вызовом метода 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 можно напрямую удалить из набора выбранных ключей, вызвав метод remove набора или вызвав метод remove итератора iterator, полученного из набора. Все ключи могут быть удалены из набора выбранных ключей, вызвав метод clear набора. Ключи не могут быть добавлены напрямую в набор выбранных ключей.

Выбор

Операция выбора запрашивает у базовой операционной системы обновление о готовности каждого зарегистрированного канала выполнить любую из операций, указанных в наборе интересов его ключа. Есть два типа операций выбора:

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

Операции выбора, которые добавляют в набор выбранных ключей

Во время каждой операции выбора ключи могут добавляться и удаляться из набора выбранных ключей селектора, и могут удаляться 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 дерегистрируется. На этом шаге набор отменённых ключей становится 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 двух действий:

   1. Если ключ канала ещё не находится в наборе выбранных ключей, то он добавляется в этот набор, и его набор готовых операций изменяется так, чтобы указывать 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, чтобы указать 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 какие-либо наборы 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 так же, как и на шаге (1).

Различие между тремя методами выбора заключается только 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 удаляться 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 дерегистрируется. На этом шаге набор отменённых ключей становится 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 указывать именно те операции, для которых канал готов, и вызывается действие, заданное методу select, для потребления ключа канала. Любая информация о готовности, ранее записанная в наборе, отбрасывается перед вызовом действия.

   В противном случае, когда 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. Когда действие вызывается более одного раза для одного и того же ключа, его набор готовых операций никогда не содержит битов операций, которые были в наборе на 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 так же, как и на шаге (1).

Конкурентность

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

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 в следующей операции выбора.

Ключи могут быть отменены, и каналы могут быть закрыты в любое время. Следовательно, присутствие 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 при необходимости, если есть возможность того, что другой поток отменит ключ или закроет канал.

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

• Вызовом метода селектора wakeup,

• Вызовом метода селектора close, или

• Вызовом метода заблокированного потока interrupt, в этом случае его статус прерывания будет установлен, 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 потоками. Операции извлечения из набора ключей обычно не блокируют и поэтому могут перекрываться с новыми регистрациями, которые добавляются в набор, или с шагами отмены операций выбора, удаляющих 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 исключение ConcurrentModificationException.

Набор выбранных ключей селектора, как правило, не является безопасным для использования несколькими потоками. Если такой поток может напрямую изменить набор, то доступ должен контролироваться с помощью синхронизации на самом наборе. Итераторы, возвращаемые методами iterator набора, являются быстропроверки: Если набор изменяется после создания итератора любым способом, кроме вызова метода remove итератора, то будет выброшено исключение ConcurrentModificationException.