Java NIO开发需要注意的陷阱(转)

陷阱1：处理事件忘记移除key
在select返回值大于0的情况下，循环处理
Selector.selectedKeys集合，每处理一个必须从Set中移除

Iterator<SelectionKey> it=set.iterator();
    While(it.hasNext()){
    SelectionKey key=it.next();
    it.remove(); //切记移除
    „„处理事件
}

 不移除的后果是本次的就绪的key集合下次会再次返回,导致无限循环，CPU消耗100%

 陷阱2：Selector返回的key集合非线程安全

Selector.selectedKeys/keys 返回的集合都是非线程安全的
Selector.selectedKeys返回的可移除
Selector.keys 不可变
对selected keys的处理必须单线程处理或者适当同步

陷阱3：正确注册Channel和更新interest
直接注册不可吗？
channel.register(selector, ops, attachment);
不是不可以,效率问题
至少加两次锁，锁竞争激烈
Channel本身的regLock，竞争几乎没有
Selector内部的key集合，竞争激烈
更好的方式:加入缓冲队列，等待注册，reactor单线程处理

If(isReactorThread()){
    channel.register(selector,ops,attachment);
}
else{
    register.offer(newEvent(channel,ops,attachment));
    selector.wakeup();
}

同样，SelectionKey.interest(ops)
在linux上会阻塞，需要获取selector内部锁做同步
在win32上不会阻塞
屏蔽平台差异，避免锁的激烈竞争，采用类似注册channel的方式：

if (this.isReactorThread()) {
    key.interestOps(key.interestOps() | SelectionKey.OP_READ);
} 
else {
    this.register.offer(new Event(key,SelectionKey.OP_READ));
    selector.wakeup();
}

 

陷阱4:正确处理OP_WRITE
OP_WRITE处理不当很容易导致CPU 100%
OP_WRITE触发条件：
   前提:interest了OP_WRITE
   触发条件:
        socket发送缓冲区可写
        远端关闭
        有错误发生
正确的处理方式：
   仅在已经连接的channel上注册
   仅在有数据可写的时候才注册
   触发之后立即取消注册，否则会继续触发导致循环
   处理完成后视情况决定是否继续注册
     没有完全写入，继续注册
     全部写入，无需注册

陷阱5：正确取消注册channel
SelectableChannel一旦注册将一直有效直到明确取消
怎么取消注册？
   channel.close()，内部会调用key.cancel()
   key.cancel();
   中断channel的读写所在线程引起的channel关闭
但是这样还不够！
   key.cancel()仅仅是将key加入cancelledKeys
   直到下一次select才真正处理
   并且channel的socketfd只有在真正取消注册后才会close(fd)

后果是什么？
  服务端，问题不大，select调用频繁
  客户端，通常只有一个连接，关闭channel之后，没有调用select就关闭了selector
  sockfd没有关闭，停留在CLOSE_WAIT状态
正确的处理方式，取消注册也应当作为事件交给reactor处理,及时wakeup做select
适当的时候调用selector.selectNow()
  Netty在超过256连接关闭的时候主动调用一次selectNow

static final int CLEANUP_INTERVAL=256;
private boolean cleanUpCancelledKeys()throws IOException{
    if(cancelledKeys>=CLEANUP_INTERVAL){
        cancelledKeys=0;
        selector.selectNow();
        returntrue;
    }
    returnfalse;
}
//channel关闭的时候
channel.socket.close();
cancelledKeys++;

陷阱6：同时注册OP_ACCPET和OP_READ，同时注册OP_CONNECT和OP_WRITE
在底层来说，只有两种事件:read和write
Java NIO还引入了OP_ACCEPT和OP_CONNECT
  OP_ACCEPT、OP_READ == Read
  OP_CONNECT、OP_WRITE == Write
同时注册OP_ACCEPT和OP_READ ,或者同时注册OP_CONNECT和OP_WRITE在不同平台上产生错误的行为，避免这样做！

陷阱7：正确处理connect
SocketChannel.connect方法在非阻塞模式下可能返回false，切记判断返回值
    如果是loopback连接，可能直接返回true，表示连接成功
    返回false，后续处理
       注册channel到selector,监听OP_CONNECT事件
       在OP_CONNECT触发后，调用SocketChannel.finishConnect成功后，连接才真正建立
陷阱：
    没有判断connect返回值
    没有调用finishConnect
    在OP_CONNECT触发后，没有移除OP_CONNECT，导致SelectionKey一直处于就绪状态，空耗CPU
       OP_CONNECT只能在还没有连接的channel上注册

忠告

尽量不要尝试实现自己的nio框架，除非有经验丰富的工程师
尽量使用经过广泛实践的开源NIO框架Mina、Netty3、xSocket
尽量使用最新稳定版JDK
遇到问题的时候，也许你可以先看下java的bug database