Java NIO编程实例之三Selector

Java NIO主要包含三个概念，即缓冲区（Buffer）、通道（Channel）和选择器（Selector）。前面的文章已经介绍了缓冲区和通道，本文则讲述最复杂的选择器Selector。
本文是本系列的第三篇文章，关于缓冲区Buffer可以看第一篇：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25701512
关于通道Channel可以看第二篇：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25914350

1. Selector涉及的三个概念

在理解了Buffer和Channel之后，终于来到了最终的解决方案面前，那就是使用Selector来实现单线程控制多路非阻塞IO。Selector是如此重要，可以说它就是NIO异步IO的核心控制器。Selector需要其他两种对象配合使用，即SelectionKey和SelectableChannel，它们之间的关系如下图所示：

SelectableChannel是一类可以与Selector进行配合的通道，例如Socket相关通道以及Pipe产生的通道都属于SelectableChannel。这类通道可以将自己感兴趣的操作（例如read、write、accept和connect）注册到一个Selector上，并在Selector的控制下进行IO相关操作。
Selector是一个控制器，它负责管理已注册的多个SelectableChannel，当这些通道的某些状态改变时，Selector会被唤醒（从select()方法的阻塞中），并对所有就绪的通道进行轮询操作。
SelectionKey是一个用来记录SelectableChannel和Selector之间关系的对象，它由SelectableChannel的register()方法返回，并存储在Selector的多个集合中。它不仅记录了两个对象的引用，还包含了SelectableChannel感兴趣的操作，即OP_READ，OP_WRITE，OP_ACCEPT和OP_CONNECT。

1.1 register方法

在展示例子代码之前，必须对一些概念和操作进行简要的介绍。首先是SelectableChannel的register方法，它的正式定义为：

SelectionKey register(Selector sel, int ops)

第一个参数指明要注册的Selector，第二个参数指明本通道感兴趣的操作，此参数的取值可以是SelectionKey.OP_ACCEPT等四个，以及它们的逻辑值，例如SelectionKey.OP_READ & SelectionKey.OP_WRITE。方法的返回值是一个SelectionKey，这个对象会被自动加入Selector的keys集合，因此不必特意保留这个SelectionKey的对象引用，需要时可以使用Selector的keys()方法得到所有的SelectionKey对象引用。
注册完成后，该通道就与Selector保持关联了。当通道的状态改变时，其改变会自动被Selector感知，并在Selector的三个集合中反应出来。

1.2 Selector的三个集合

如上图所示，Selector对象会维持三个SelectionKey集合，分别是keys集合，存储了所有与Selector关联的Selecti