Java NIO 选择器(Selector)的内部实现（poll epoll）

Posted 2020-06-22 mydddfly

http://blog.csdn.net/hsuxu/article/details/9876983

之前强调这么多关于linux内核的poll及epoll，无非是想让大家先有个认识：


Java NIO中的选择器依赖操作系统内核的这些系统调用，我们这里只讲解与linux内核相关的NIO实现，当然，windows或其他操作系统实现大体上是类似的，相信大家也可以触类旁通。


那么，本文从这里将从简到难，一步一步为大家讲解选择器的点点滴滴吧。


选择器的宏观理解
“有这么一种检查员，她工作在养鸡场，每天的工作就是不停的查看特定的鸡舍，如果有鸡生蛋了，或者需要喂食，或者有鸡生病了，就把相应信息记录下来，这样一来，鸡舍负责人想知道鸡舍的情况，只需要到检查员那里查询即可，当然，鸡舍负责人得事先告知检查员去查询哪些鸡舍。“


以上这段话即为选择器所做工作的一个比喻，实际上选择器为通道服务，通道事先告诉选择器：“我对某些事件感兴趣，如可读、可写等“，选择器在接受了一个或多个通道的委托后，开始选择工作，它的选择工作就完全交给操作系统，linux下即为poll或epoll。


选择器的创建
当调用Selector.open()时，选择器通过专门的工厂SelectorProvider来创建Selector的实现，SelectorProvider屏蔽了不同操作系统及版本创建实现的差异性。具体实现代码如下：


java.nio.channels.Selector




public static Selector open() throws IOException {
    return SelectorProvider.provider().openSelector();
}
因为SelectorProvider本身为一个抽象类，通过调用provider()提供对应的Provider实现，如PollSelectorProvider、EPollSelectorProvider


java.nio.channels.spi.SelectorProvider


public static SelectorProvider provider() {
synchronized (lock) {
    if (provider != null)
    return provider;
    return (SelectorProvider)AccessController
    .doPrivileged(new PrivilegedAction() {
        public Object run() {
            if (loadProviderFromProperty())
            return provider;
            if (loadProviderAsService())
            return provider;
            provider = sun.nio.ch.DefaultSelectorProvider.create();
            return provider;
        }
        });
}
}
默认的Provider实现即为DefaultSelectorProvider，通过调用create()，得到具体的SelectorProvider


sun.nio.ch.DefaultSelectorProvider




public static SelectorProvider create() {
PrivilegedAction pa = new GetPropertyAction("os.name");
String osname = (String) AccessController.doPrivileged(pa);
    if ("SunOS".equals(osname)) {
        return new sun.nio.ch.DevPollSelectorProvider();
    }
 
    // use EPollSelectorProvider for Linux kernels >= 2.6
    if ("Linux".equals(osname)) {
        pa = new GetPropertyAction("os.version");
        String osversion = (String) AccessController.doPrivileged(pa);
        String[] vers = osversion.split("\\.", 0);
        if (vers.length >= 2) {
            try {
                int major = Integer.parseInt(vers[0]);
                int minor = Integer.parseInt(vers[1]);
                if (major > 2 || (major == 2 && minor >= 6)) {
                    return new sun.nio.ch.EPollSelectorProvider();
                }
            } catch (NumberFormatException x) {
                // format not recognized
            }
        }
    }
 
    return new sun.nio.ch.PollSelectorProvider();
}
这是linux操作系统下的DefaultSelectorProvider的实现，可以看到，如果内核版本>=2.6则，具体的SelectorProvider为EPollSelectorProvider，否则为默认的PollSelectorProvider


结合上文，可以猜测一下EPollSelectorProvider提供的Selector肯定是与内核epoll有关的，PollSelectorProvider提供的
Selector肯定是与poll有关的。的确如此：


sun.nio.ch.EPollSelectorProvider




public AbstractSelector openSelector() throws IOException {
    return new EPollSelectorImpl(this);
}
sun.nio.ch.PollSelectorProvider


public AbstractSelector openSelector() throws IOException {
    return new PollSelectorImpl(this);
}