五、 迷惑不解 : 為什么要自己消耗資源？

令人不解的是為什么我們的Java的New I/O要設(shè)計成這個樣子？如果說老的I/O不能多路復(fù)用，如下圖所示，要開N多的線程去挨個偵聽每一個Channel
(文件描述符) ，如果這樣做很費資源，且效率不高的話。那為什么在新的I/O機制依然需要自己連接自己，而且，還是重復(fù)連接，消耗雙倍的資源？

通過WEB搜索引擎沒有找到為什么。只看到N多的人在報BUG，但SUN卻沒有任何解釋。

下面一個圖展示了，老的IO和新IO的在網(wǎng)絡(luò)編程方面的差別。看起來NIO的確很好很強大。但似乎比起C/C++來說，Java的這種實現(xiàn)會有一些不必要的開銷。

六、 它山之石 : 從Apache的Mina框架了解Selector

上面的調(diào)查沒過多長時間，正好同學(xué)趙錕的一個同事也在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序，這位仁兄使用了Apache的Mina框架。當(dāng)我們把Mina框架的源碼研讀了一下后。發(fā)現(xiàn)在Mina中有這么一個機制：

1）Mina框架會創(chuàng)建一個Work對象的線程。

2）Work對象的線程的run()方法會從一個隊列中拿出一堆Channel，然后使用Selector.select()方法來偵聽是否有數(shù)據(jù)可以讀/寫。

3）最關(guān)鍵的是，在select的時候，如果隊列有新的Channel加入，那么，Selector.select()會被喚醒，然后重新select最新的Channel集合。

4）要喚醒select方法，只需要調(diào)用Selector的wakeup()方法。

對于熟悉于系統(tǒng)調(diào)用的C/C++程序員來說，一個阻塞在select上的線程有以下三種方式可以被喚醒：

1） 有數(shù)據(jù)可讀/寫，或出現(xiàn)異常。

2） 阻塞時間到，即time out。

3） 收到一個non-block的信號?？捎蒶ill或pthread_kill發(fā)出。

所以，Selector.wakeup()要喚醒阻塞的select，那么也只能通過這三種方法，其中：

1）第二種方法可以排除，因為select一旦阻塞，應(yīng)無法修改其time out時間。

2）而第三種看來只能在Linux上實現(xiàn)，Windows上沒有這種信號通知的機制。

所以，看來只有第一種方法了。再回想到為什么每個Selector.open()，在Windows會建立一對自己和自己的loopback的TCP連接；在Linux上會開一對pipe（pipe在Linux下一般都是成對打開），估計我們能夠猜得出來——那就是如果想要喚醒select，只需要朝著自己的這個loopback連接發(fā)點數(shù)據(jù)過去，于是，就可以喚醒阻塞在select上的線程了。

七、 真相大白 : 可愛的Java你太不容易了

使用Linux下的strace命令，我們可以方便地證明這一點。參看下圖。圖中，請注意下面幾點：

1） 26654是主線程，之前我輸出notify the select字符串是為了做一個標(biāo)記，而不至于迷失在大量的strace log中。

2） 26662是偵聽線程，也就是select阻塞的線程。

3） 圖中選中的兩行。26654的write正是wakeup()方法的系統(tǒng)調(diào)用，而緊接著的就是26662的epoll_wait的返回。

從上圖可見，這和我們之前的猜想正好一樣?？梢?，JDK的Selector自己和自己建的那些TCP連接或是pipe，正是用來實現(xiàn)Selector的notify和wakeup的功能的。

這兩個方法完全是來模仿Linux中的的kill和pthread_kill給阻塞在select上的線程發(fā)信號的。但因為發(fā)信號這個東西并不是一個跨平臺的標(biāo)準(zhǔn)（pthread_kill這個系統(tǒng)調(diào)用也不是所有Unix/Linux都支持的），而pipe是所有的Unix/Linux所支持的，但Windows又不支持，所以，Windows用了TCP連接來實現(xiàn)這個事。

關(guān)于Windows，我一直在想，Windows的防火墻的設(shè)置是不是會讓Java的類似的程序執(zhí)行異常呢？呵呵。如果不知道Java的SDK有這樣的機制，誰知道會有多少個程序為此引起的問題度過多少個不眠之夜，尤其是Java程序員。

八、 后記

文章到這里是可以結(jié)束了，但關(guān)于Java NIO的Selector引出來的其它話題還有許多，比如關(guān)于GNU
的Java編譯器又是如何，它是否會像Sun的Java解釋器如此做傻事？我在這里先賣一個關(guān)子，關(guān)于GNU的Java編譯器，我會在另外一篇文章中講述，近期發(fā)布，敬請期待。

關(guān)于本文中所使用的實驗平臺如下：

◆  Windows：Windows XP + SP2, Sun J2SE (build 1.7.0-ea-b23)

◆  Linux：Ubuntu 7.10 + Linux Kernel 2.6.22-14-generic, J2SE (build
1.6.0_03-b05)

本文主要的調(diào)查工作由我的大學(xué)同學(xué)趙錕完成，我?guī)推潋炞C調(diào)查成果及猜想。在此也向大家介紹我的大學(xué)同學(xué)趙錕，他也是一個技術(shù)高手，在軟件開發(fā)方面，特別是Unix/Linux
C/C++方面有著相當(dāng)?shù)墓Φ?，相信自此以后，會有很多文章會由我和他一同發(fā)布。