Java NIO 类库 Selector 机制解析

一、  前言

 
自从 J2SE 1.4 版本以来，JDK 发布了全新的 I/O 类库，简称 NIO，其不但引入了全新的
高效的 I/O 机制，同时，也引入了多路复用的异步模式。NIO 的包中主要包含了这样几种
抽象数据类型：
 

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Buffer：包含数据且用于读写的线形表结构。其中还提供了一个特殊类用于内存映射

文件的 I/O 操作。 

•

Charset：它提供 Unicode 字符串影射到字节序列以及逆映射的操作。 

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Channels：包含 socket，file 和 pipe 三种管道，都是全双工的通道。 

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Selector：多个异步 I/O 操作集中到一个或多个线程中（可以被看成是 Unix 中

select()函数的面向对象版本）。 

 
我的大学同学赵锟在使用 NIO 类库书写相关网络程序的时候，发现了一些 Java 异常
RuntimeException，异常的报错信息让他开始了对 NIO 的 Selector 进行了一些调查。
当赵锟对我共享了 Selector 的一些底层机制的猜想和调查时候，我们觉得这是一件很有
意思的事情，于是在伙同赵锟进行过一系列的调查后，我俩发现了很多有趣的事情，于
是导致了这篇文章的产生。这也是为什么本文的作者署名为我们两人的原因。
 
先要说明的一点是，赵锟和我本质上都是出身于 Unix/Linux/C/C++的开发人员，对于
Java，这并不是我们的长处，这篇文章本质上出于对 Java 的 Selector 的好奇，因为从
表面上来看 Selector 似乎做到了一些让我们这些 C/C++出身的人比较惊奇的事情。
 
下面让我来为你讲述一下这段故事。
 

二、  

 

故事开始 : 让 C++程序员写 Java 程序!

 
没有严重内存问题，大量丰富的 SDK 类库，超容易的跨平台，除了在性能上有些微辞，
C++出身的程序员从来都不会觉得 Java 是一件很困难的事情。当然，对于长期习惯于使
用操作系统 API（系统调用 System Call）的 C/C++程序来说，面对 Java

“

中的比较 另

”

类 地操作系统资源的方法可能会略感困惑，但万变不离其宗，只需要对面向对象的设计
模式有一定的了解，用不了多长时间，Java 的 SDK 类库也能玩得随心所欲。
 
在使用 Java 进行相关网络程序的的设计时，出身 C/C++的人，首先想到的框架就是多
路复用，想到多路复用，Unix/Linux 下马上就能让从想到 select, poll, epoll 系统调用。
于是，在看到 Java 的 NIO 中的 Selector 类时必然会倍感亲切。稍加查阅一下 SDK 手册
以及相关例程，不一会儿，一个多路复用的框架便呈现出来，随手做个单元测试，没啥
问题，一切和 C/C++照旧。然后告诉兄弟们，框架搞定，以后咱们就在 Windows 上开
发及单元测试，完成后到运行环境 Unix 上集成测试。心中并暗自念到，跨平台就好啊，
开发活动都可以跨平台了。