本文转自:http://marlonyao.iteye.com/blog/1005690 原文作者:marlonyao
在经典的nio通讯例子中，通常是这样写的：
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
SocketChannel client = server.accept();
System.out.println("Accepted connection from " + client);
client.configureBlocking(false);
//开始注册读写事件
SelectionKey clientKey = client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE|SelectionKey.OP_READ);
}
//开始写
if (key.isWritable()) {
// System.out.println("is writable...");
SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
buffer.flip();
client.write(buffer);
buffer.compact();
}
在测试例子中，该例子也能够正常的输出，不过就是有一个现象：
但是如果你这时top用看一下发现服务器进程CPU占用到95%以上，如果取消掉32行的注释，服务器会不断地输出"is writable…"，这是为什么呢？让我们来分析当第一个客户端连接上时发生什么情况。
- 在连接之前，服务器第11行：selector.select()处阻塞。当阻塞时，内核会将这个进程调度至休眠状态，此时基本不耗CPU。
- 当客户端发起一个连接时，服务器检测到客户端连接，selector.select()返回。selector.selectedKeys()返回已就绪的SelectionKey的集合，在这种情况下，它只包含一个key，也就是53行注册的acceptable key。服务器开始运行17-25行的代码，server.accept()返回代码客户端连接的socket，第22行在socket上注册OP_READ和OP_WRITE，表示当socket可读或者可写时就会通知selector。
- 接着服务器又回到第11行，尽管这时客户端还没有任何输入，但这时selector.select()不会阻塞，因为22行在socket注册了写操作，而socket只要send buffer不满就可以写，刚开始send buffer为空，socket总是可以写，于是server.select()立即返回，包含在22行注册的key。由于这个key可写，所以服务器会运行31-38行的代码，但是这时buffer为空，client.write(buffer)没有向socket写任何东西，立即返回0。
- 接着服务器又回到第11行，由于客户端连接socket可以写，这时selector.select()会立即返回，然后运行31-38行的代码，像步骤3一样，由于buffer为空，服务器没有干任何事又返回到第11行，这样不断循环，服务器却实际没有干事情，却耗大量的CPU。
从上面的分析可以看出问题在于我们在没有数据可写时就在socket上注册了OP_WRITE，导致服务器浪费大量CPU资源，解决办法是只有数据可以写时才注册OP_WRITE操作。上面的版本还不只浪费CPU那么简单，它还可能导致潜在的死锁。虽然死锁在我的机器上没有发生，对于这个简单的例子似乎也不大可能发生在别的机器上，但是在对于复杂的情况，比如我写的端口转发工具中就发生了，这还依赖于jdk的实现。
对于上面的EchoServer，出现死锁的场景是这样的：
- 假设服务器已经启动，并且已经有一个客户端与它相连，此时正如上面的分析，服务器在不断地循环做无用功。这时用户在客户端输入"hello"。
- 当服务器运行到第11行：selector.select()时，这时selector.selectedKeys()会返回一个代表客户端连接的key，显然这时客户端socket是既可读又可写，但jdk却并不保证能够检测到两种状态。如果它检测到key既可读又可写，那么服务器会执行26-38行的代码。如果只检测到可读，那么服务器会执行26-30行的代码。如果只检测到可写，那么会执行31－38行的代码。对于前两种情况，不会造成死锁，因为当执行完29行，buffer会读到用户输入的内容，下次再运行到36行就可以将用户输入内容echo回。但是对最后一种情况，服务器完全忽略了客户端发过来的内容，如果每次selector.select()都只能检测到socket可写，那么服务器永远不能将echo回客户端输入的内容。
避免死锁的一个简单方法就是不要在同一个socket同时注册多个操作。对于上面的EchoServer来说就是不要同时注册OP_READ和OP_WRITE，要么只注册OP_READ，要么只注册OP_WRITE。下面的EchoServer修正了以上的错误：
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("Listening for connection on port " + DEFAULT_PORT);
Selector selector = Selector.open();
initServer(selector);
while (true) {
selector.select();
for (Iterator<SelectionKey> itor = selector.selectedKeys().iterator(); itor.hasNext();) {
SelectionKey key = (SelectionKey) itor.next();
itor.remove();
try {
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
SocketChannel client = server.accept();
System.out.println("Accepted connection from " + client);
client.configureBlocking(false);
SelectionKey clientKey = client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(100);
clientKey.attach(buffer);
} else if (key.isReadable()) {
SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
int n = client.read(buffer);
if (n > 0) {
buffer.flip();
key.interestOps(SelectionKey.OP_WRITE); // switch to OP_WRITE
}
} else if (key.isWritable()) {
System.out.println("is writable...");
SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
client.write(buffer);
if (buffer.remaining() == 0) { // write finished, switch to OP_READ
buffer.clear();
key.interestOps(SelectionKey.OP_READ);
}
}
} catch (IOException e) {
key.cancel();
try { key.channel().close(); } catch (IOException ioe) { }
}
}
}
}
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