java nio 在windows的实现

0. 结论

先说结论吧。

• jdk8和以前，java nio的windows实现，在底层是基于winsock2的select。
• 但是winsock2的select是否是基于轮询的，是不是我们常说的select/poll/epoll中的select，我无法查证，毕竟windows不是开源的。如果是轮询，那效率是相当低的。所以说windows就这点不好>_<。
• 一次select可返回的最大数量是1024。

1. 在windows上的实现

参考java nio 在windows上的实现 很多人说是IOCP，其实是select。 首先我们一步步查看调用链： Selector.select->...->WindowsSelectorImpl.doSelect->WindowsSelectorImpl.SubSelector.poll->WindowsSelectorImpl.SubSelector.poll0 我们看下WindowsSelectorImpl.SubSelector.poll:

private int poll() throws IOException {
  return this.poll0(WindowsSelectorImpl.this.pollWrapper.pollArrayAddress, Math.min(WindowsSelectorImpl.this.totalChannels, 1024), this.readFds, this.writeFds, this.exceptFds, WindowsSelectorImpl.this.timeout);
}

然后再看最后调用的WindowsSelectorImpl.SubSelector.poll0：

private native int poll0(long var1, int var3, int[] var4, int[] var5, int[] var6, long var7);

该函数是一个native方法，其源码需要到jdk源码中查看。但jdk不是开源的，所以native方法实现只能在openJdk中找。

参考OpenJDK与JDK的区别分析，openJdk只是在jdk上加了少许不痛不痒的功能而已，关于WindowsSelectorImpl的实现应该是一样的。

接下来我们找到openJdk的源码，查看winsock2$poll0

2. WindowsSelectorImpl

我们找到openJdk8的源码jdk8 WindowsSelectorImpl.c.shtml

2.1 调用winsock2$select

参考：

• winsock2 select原理解析
• winsock各种非阻塞模型 select等

在WindowsSelectorImpl$poll0函数中我们看到：

if ((result = select(0 , &readfds, &writefds, &exceptfds, tv))
                                                             == SOCKET_ERROR)

所以调用的是winsock2的select方法，阻塞监听触发read/write事件的fd(这里的fd就是指socket)。激活读写事件的socket会保存在readfds和writefds中。 所以：

• jdk8和以前，java nio的windows实现，在底层是基于winsock2的select。
• 但是winsock2的select是否是基于轮询的，是不是我们常说的select/poll/epoll中的select，我无法查证，毕竟windows不是开源的。如果是轮询，那效率是相当低的。所以说windows就这点不好>_<。

2.2 设置上层调用的返回值

之后有如下代码：

resultbuf[0] = readfds.fd_count;
for (i = 0; i < (int)readfds.fd_count; i++) {
   resultbuf[i + 1] = (int)readfds.fd_array[i];
}
(*env)->SetIntArrayRegion(env, returnReadFds, 0, readfds.fd_count + 1, resultbuf);

该段代码的作用，是把激活读事件的socket拷贝至returnReadFds中，作为上层调用的返回值。 附近格式类似的代码功能也一样，都是把激活read/write事件的socket拷贝到returnReadFds/returnWriteFds中，作为上层调用的返回值。如果有异常发生，则returnExceptFds也会被正确地被赋值。

2.3 selector的最大监听数

根据上一节，我们发现在poll0调用中，会传入参数this.readFds, this.writeFds, this.exceptFds，以便poll0设置返回值：

private int poll() throws IOException {
  return this.poll0(WindowsSelectorImpl.this.pollWrapper.pollArrayAddress, Math.min(WindowsSelectorImpl.this.totalChannels, 1024), this.readFds, this.writeFds, this.exceptFds, WindowsSelectorImpl.this.timeout);
}

其中this.readFds是成员函数，我们看到定义：

 private final class SubSelector {
        private final int pollArrayIndex;
        private final int[] readFds;
        private final int[] writeFds;
        private final int[] exceptFds;

以及其构造函数：

可以发现，readFds、writeFds、exceptFds都被赋予了固定长度的数组, 而且这个变量并没有再变换过。 readFds、writeFds、exceptFds的作用是接收触发相应事件的socket。 所以我认为，在windows中，selector一次监听返回的最大激活数目不能超过1024。 不过在winsock2.h中，我看到:

typedef struct fd_set {
        u_int fd_count;               /* how many are SET? */
        SOCKET  fd_array[FD_SETSIZE];   /* an array of SOCKETs */
} fd_set;

其中fd_set是returnReadFds、returnWriteFds的类型，也就是说fd_set是返回值参数的类型。 然后FD_SETSIZE的长度：

 #ifndef FD_SETSIZE
 #define  FD_SETSIZE      64 
 #endif  /* FD_SETSIZE */

意思非常明显，也就是说winsock默认最多处理64个sock。也可以通过#define修改FD_SETSIZE为想要的值。 我们回看jdk8的WindowsSelectorImpl.c，在开头就有一句：

#define FD_SETSIZE 1024

说明openJdk将这个限制改成了1024，与上文的数值一致。最后，我们再一次确认了这个限制是1024。