# NIO - Selector

NIO (New IO)

자바에서 Socket 통신을 할 때 기존 IO 방식에서는 네트워크 처리와 속도에 대해 매우 제한적이었다.

하지만 JDK1.3 버전 이후 Java IO 대신 NIO를 사용하여 한계를 보안하였다.

[IO Process]

 

: 블로킹 문제를 해결하기 위해 클라이언트마다 쓰레드가 추가 되었고 멀티쓰레드 환경에서 수많은 쓰레드로 인해 메모리의 오버헤드가 발생할 수 있다.

  

[NIO Process]

: Selector는 멀티쓰레드 환경에서 여러 클라이언트의 작업요청에 대응할 수 있는 좋은 방법이다. 

 작업을 수행하는 work 쓰레드는 1개 이상이 될 수 있다.   

 물론 클라이언트가 너무 많으면, 이 과정에서 selector와 work 쓰레드가 문제가 발생할 수 있다.

 Accept와 Read 단계에서 SelectorPool과 ThreadPool을 사용하여 성능을 고려할 수 있다.

Selector Server 간단한 예제

      
package selector;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;

public class Server implements Runnable {

	private Selector select;
	private InetSocketAddress sockAddr;

	public Server(String host, int port) {
		sockAddr = new InetSocketAddress(host, port);
	}

	public void accept(SelectionKey key) {
		ServerSocketChannel serverChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
		SocketChannel channel;

		try {
			channel = serverChannel.accept();
			channel.configureBlocking(false);
			Socket socket = channel.socket();
			SocketAddress remoteAddr = socket.getRemoteSocketAddress();
			System.out.println("Connected to: " + remoteAddr);

			channel.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ); // 읽을 수 있는 모드로 전환

		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
		}
	}

	public void read(SelectionKey key) {
		SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
		ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
		int numRead = -1;

		try {
			numRead = channel.read(buffer);

			if (numRead == -1) { // 아직 읽지 않았다면 읽는다.
				channel.close();
				key.cancel();
				return;
			} else {
				System.out.println("read:" + new String(buffer.array()));
				channel.close();
				key.cancel();
				return; //읽고 종료
			}

		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

	@Override
	public void run() {
		// TODO Auto-generated method stub
		try {
			// selector 열기
			select = Selector.open();
			// 서버 소켓 채널 열기
			ServerSocketChannel sockChannel = ServerSocketChannel.open();
			sockChannel.configureBlocking(false); // blocking 모드 false

			sockChannel.bind(sockAddr);
			System.out.println("Start Server:"+sockChannel.getLocalAddress());
			// 서버 셀렉터를 클라이언트 연결을 수용하기 위한 키로 등록합니다.
			sockChannel.register(select, SelectionKey.OP_ACCEPT);

		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}

		while (true) {
			try {
				select.select(); // 여기서 Blocking 됨. 등록된 키를 가져온다.
				// select.selectNow(); // 비동기 처리.
				Iterator<?> keys = select.selectedKeys().iterator();

				while (keys.hasNext()) {

					SelectionKey key = (SelectionKey) keys.next();

					if (!key.isValid()) { // 사용가능한 상태가 아니면 그냥 넘어감.
						continue;
					}

					if (key.isAcceptable()) { // select가 accept 모드이면
						accept(key);
					}

					else if (key.isReadable()) { // select가 read 모드이면
						read(key);
					}
					keys.remove();   // 중요함 . 처리한 키는 제거
				}

			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}

		}

	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Server server = new Server("localhost", 8080);
		server.run();
	}

}