《Java源码解析》之NIO的Selector机制(Part3：Selector.select())

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-07-14 10:15 162阅读 0赞

# Selector.select()函数的分析： #

前面已经介绍过了Selector的open函数以及channel的register函数，现在分析最后一个函数：select()函数。

selector.select()在Selector类中此方法是一个抽象的。如下：  
`public abstract int select() throws IOException;`  
函数功能：选择一些I/O操作已经准备好的channel。每个channel对应着一个key。这个方法是一个阻塞的选择操作。当至少有一个通道被选择时才返回。当这个方法被执行时，当前线程是允许被中断的。

除了这个方法之外，还有两个重载方法：  
1. public abstract int select(long timeout)throws IOException;  
2. public abstract int selectNow() throws IOException;

1.  select(long timeout)  
    select(long timeout)和select()一样，除了最长会阻塞timeout毫秒(参数)。  
    这个方法并不能提供精确时间的保证，和当执行wait(long timeout)方法时并不能保证会延时timeout道理一样。

这里的timeout说明如下：

>  *  如果 timeout为正，则select(long timeout)在等待有通道被选择时至多会阻塞timeout毫秒
>  *  如果timeout为零，则永远阻塞直到有至少一个通道准备就绪。
>  *  timeout不能为负数

1.  selectNow()  
    这个方法与select()的区别在于，是非阻塞的，即当前操作即使没有通道准备好也是立即返回。只是返回的是0.  
    值得注意的是：调用这个方法会清除所有之前执行了wakeup方法的作用。

# 下面来看select()函数的具体实现： #

首先我们来看一下这三个方法的实现：是在SelectorImpl这个类里面：

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);
    }

我们可以发现，这三个方法最终都是调用了  
`lockAndDoSelect(0L);`  
这个函数，这个函数也是在SelectorImpl这个类里面实现的，源码如下：

private int lockAndDoSelect(long var1) throws IOException {
        synchronized(this) {
            //坚持selector是否已经打开了
            if(!this.isOpen()) {
                throw new ClosedSelectorException();
            } else {
                Set var4 = this.publicKeys;
                int var10000;
                //这里用了双重锁来实现同步访问，双重锁可能引起死锁。
                synchronized(this.publicKeys) {
                    Set var5 = this.publicSelectedKeys;
                    synchronized(this.publicSelectedKeys) {
                        var10000 = this.doSelect(var1);
                    }
                }
                return var10000;
            }
        }
    }

这里先看下这个isOpen()函数的具体实现，这个函数是在 AbstractSelector 中实现的。

public final boolean isOpen() {
        return selectorOpen.get();
    }

函数的功能：检查这个Selector是否打开；  
在isOpen()方法中的selectorOpen变量在AbstractSelector类中定义如下：

`private AtomicBoolean selectorOpen = new AtomicBoolean(true);`  
即selectorOpen是一个原子性的变量；如果在执行selector.select()方法之前执行了Selector selector = Selector.open();则selectorOpen就进行了初始化，为true。否则为false。

最后分析一下lockAndDoSelect()中的核心函数：  
`doSelect(var1);`  
传参数是var1是一个long型整数，表示阻塞等待的时间。  
doselect()方法也是一个abstract方法。他有两个实现：  
![这里写图片描述][SouthEast]  
由于我是在Mac下，所以默认调用的是KQueueSelectorImpl这个类里面的实现，源码如下：

protected int doSelect(long var1) throws IOException {
        boolean var3 = false;
        //判断当前selector是否是关闭的，
        if(this.closed) {
            throw new ClosedSelectorException();
        } else {
            this.processDeregisterQueue();
    
            int var7;
            try {
                this.begin();
                var7 = this.kqueueWrapper.poll(var1);
            } finally {
                this.end();
            }
    
            this.processDeregisterQueue();
            return this.updateSelectedKeys(var7);
        }
    }

这部分代码还是比较复杂的，这里我只分析核心的地方：  
`var7 = this.kqueueWrapper.poll(var1);`  
这个函数的内部会调用系统的poll函数，轮询kqueueWrapper里面保存的fd,内部会调用native方法。这里会监听fd中是否有数据进出，这回造成IO阻塞，直到有数据读写事件发生。

[SouthEast]: /images/20220714/c29e3e55eef24be08641f74ef46c2458.png