[PT선생님][51]java.nio.channels.spi.AbstractSelector 알아보기

`java.nio.channels.spi.AbstractSelector` 클래스는 Java NIO (New IO) 패키지에서 제공되는 추상 클래스입니다. 이 클래스는 Java NIO 채널을 다루기 위한 셀렉터(selector)의 기본적인 구현을 제공합니다. 셀렉터는 Java NIO 채널에 대한 I/O 이벤트를 검색하고 처리하는데 사용됩니다.

`AbstractSelector` 클래스는 추상 클래스이므로 직접 인스턴스화할 수 없습니다. 대신 이 클래스를 상속하여 구체적인 셀렉터 구현체를 만들어야 합니다. `AbstractSelector` 클래스를 상속하면 `Selector` 인터페이스를 구현해야 하며, `Selector` 인터페이스는 `SelectableChannel` 클래스와 함께 Java NIO 채널의 핵심 인터페이스 중 하나입니다.

`AbstractSelector` 클래스는 `SelectableChannel` 클래스의 I/O 이벤트 처리를 담당합니다. 이벤트가 발생하면 `AbstractSelector` 클래스는 해당 이벤트를 처리하는 선택자 쓰레드(selector thread)를 실행합니다. 선택자 쓰레드는 이벤트를 처리하는데 필요한 작업을 수행하고, 결과를 `SelectionKey` 객체에 저장합니다. `SelectionKey` 객체는 셀렉터의 선택 작업(select operation)에 사용됩니다.

`AbstractSelector` 클래스의 하위 클래스로는 `SelectorProvider` 클래스에서 제공하는 다양한 구현체들이 있습니다. 예를 들어, `java.nio.channels.Selector.open()` 메서드를 호출하면 기본 셀렉터 구현체 중 하나인 `sun.nio.ch.PollSelectorImpl` 클래스의 인스턴스가 생성됩니다.

`AbstractSelector` 클래스의 주요 메서드로는 `select()`과 `select(long timeout)`가 있습니다. `select()` 메서드는 이벤트가 발생할 때까지 블로킹됩니다. `select(long timeout)` 메서드는 이벤트가 발생하거나 지정된 시간이 경과할 때까지 블로킹됩니다.

`AbstractSelector` 클래스는 다중 채널을 동시에 처리할 수 있습니다. 이러한 다중 채널 처리는 I/O 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 합니다. 하지만, `AbstractSelector` 클래스를 사용할 때에는 멀티스레딩 문제와 블로킹 I/O 문제를 주의해야 합니다.멀티스레딩 문제는 다중 채널 처리 중 두 개 이상의 쓰레드가 같은 채널에 접근할 때 발생할 수 있습니다. 이 문제를 방지하기 위해서는 `AbstractSelector` 클래스의 `select()` 메서드와 `SelectionKey` 클래스의 `attach(Object)` 메서드를 사용해야 합니다. `select()` 메서드는 이벤트가 발생한 채널에 대한 `SelectionKey` 객체를 반환하는데, 이 객체에 원하는 데이터를 저장하면 두 개 이상의 쓰레드가 같은 채널에 접근하는 문제를 방지할 수 있습니다.

블로킹 I/O 문제는 `select()` 메서드가 블로킹되어 다른 작업을 수행할 수 없게 되는 경우 발생합니다. 이 문제를 해결하기 위해서는 다중 채널 처리를 담당하는 별도의 쓰레드를 생성하여 `select()` 메서드를 실행하면 됩니다. 이러한 방식을 사용하면 셀렉터가 블로킹되는 동안에도 다른 작업을 처리할 수 있습니다.

`AbstractSelector` 클래스의 다른 메서드로는 `wakeup()`과 `close()`가 있습니다. `wakeup()` 메서드는 `select()` 메서드를 블로킹 상태에서 깨워주는데, `select()` 메서드가 실행되고 있는 다른 쓰레드가 있을 때 사용됩니다. `close()` 메서드는 셀렉터를 닫는데 사용됩니다. 셀렉터를 닫으면 셀렉터와 연결된 채널도 자동으로 닫힙니다.

Java NIO 채널을 사용하면 블로킹 I/O에 비해 더 효율적인 I/O 처리가 가능합니다. `AbstractSelector` 클래스는 이러한 Java NIO 채널을 다루기 위한 셀렉터의 기본적인 구현을 제공하며, 이 클래스를 상속하여 구체적인 셀렉터 구현체를 만들 수 있습니다. `AbstractSelector` 클래스는 다중 채널 처리와 블로킹 I/O 문제를 해결하기 위한 다양한 기능을 제공하므로, Java NIO를 사용하는 애플리케이션에서 필수적인 클래스 중 하나입니다.`AbstractSelector` 클래스는 추상 클래스이므로 직접적으로 사용할 수는 없습니다. 하지만 `Selector` 인터페이스를 구현하는 구체적인 셀렉터 클래스들은 `AbstractSelector` 클래스를 상속하여 구현됩니다. 

아래는 `Selector` 인터페이스를 구현한 `java.nio.channels.Selector` 클래스를 사용하는 예제 코드입니다.

import java.io.IOException;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class SelectorExample {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 서버 소켓 채널 생성
        ServerSocketChannel serverSocket = ServerSocketChannel.open();
        serverSocket.bind(new InetSocketAddress(8000));
        serverSocket.configureBlocking(false);

        // 셀렉터 생성
        Selector selector = Selector.open();

        // 셀렉터에 서버 소켓 채널 등록
        serverSocket.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

        while (true) {

            // 이벤트가 발생한 채널이 있는지 확인
            int readyChannels = selector.select();

            if (readyChannels == 0) {
                continue;
            }

            // 이벤트가 발생한 채널 처리
            Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();

            while (keyIterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = keyIterator.next();

                if (key.isAcceptable()) {
                    // 클라이언트 소켓 채널 생성
                    SocketChannel client = serverSocket.accept();
                    client.configureBlocking(false);
                    // 셀렉터에 클라이언트 소켓 채널 등록
                    client.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                } else if (key.isReadable()) {
                    // 클라이언트 소켓에서 데이터 읽기
                    SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    client.read(buffer);
                    buffer.flip();
                    String data = new String(buffer.array()).trim();
                    System.out.println("Received data: " + data);
                }

                // 이벤트 처리가 완료된 SelectionKey 제거
                keyIterator.remove();
            }
        }
    }
}

위 코드는 셀렉터를 사용하여 클라이언트와 통신하는 서버 애플리케이션의 간단한 예제입니다. 서버 소켓 채널을 생성하고, 이를 셀렉터에 등록합니다.

이후 `select()` 메서드를 사용하여 이벤트가 발생한 채널을 처리하며, 클라이언트와의 통신은 `SocketChannel`을 이용하여 수행합니다.