Select、Poll和Epoll的區(qū)別是什么，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

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1 select

select本質(zhì)上是通過設置或檢查存放fd標志位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行下一步處理。

這帶來缺點：

• 單個進程可監(jiān)視的fd數(shù)量被限制，即能監(jiān)聽端口的數(shù)量有限

單個進程所能打開的最大連接數(shù)有FD_SETSIZE宏定義，其大小是32個整數(shù)的大小(在32位的機器上，大小就是3232，同理64位機器上FD_SETSIZE為3264)，當然我們可以對進行修改，然后            重新編譯內(nèi)核，但是性能可能會受到影響，這需要進一步的測試

一般該數(shù)和系統(tǒng)內(nèi)存關(guān)系很大，具體數(shù)目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。32位機默認1024個，64位默認2048。

• 對socket是線性掃描，即輪詢，效率較低：

僅知道有I/O事件發(fā)生，卻不知是哪幾個流，只會無差異輪詢所有流，找出能讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)的流進行操作。同時處理的流越多，無差別輪詢時間越長 - O(n)。

當socket較多時，每次select都要通過遍歷FD_SETSIZE個socket，不管是否活躍，這會浪費很多CPU時間。如果能給 socket  注冊某個回調(diào)函數(shù)，當他們活躍時，自動完成相關(guān)操作，即可避免輪詢，這就是epoll與kqueue。

調(diào)用過程

缺點

內(nèi)核需要將消息傳遞到用戶空間，都需要內(nèi)核拷貝動作。需要維護一個用來存放大量fd的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得用戶空間和內(nèi)核空間在傳遞該結(jié)構(gòu)時復制開銷大。

• 每次調(diào)用select，都需要把fd集合從用戶態(tài)拷貝到內(nèi)核態(tài)，這個開銷在fd很多時會很大

• 同時每次調(diào)用select都需要在內(nèi)核遍歷傳遞進來的所有fd，這個開銷在fd很多時也很大

• select支持的文件描述符數(shù)量太小了，默認是1024 

2 poll

poll的實現(xiàn)和select非常相似，只是描述fd集合的方式不同，poll使用pollfd結(jié)構(gòu)而不是select的fd_set結(jié)構(gòu)，其他的都差不多,管理多個描述符也是進行輪詢，根據(jù)描述符的狀態(tài)進行處理，但是poll沒有最大文件描述符數(shù)量的限制。poll和select同樣存在一個缺點就是，包含大量文件描述符的數(shù)組被整體復制于用戶態(tài)和內(nèi)核的地址空間之間，而不論這些文件描述符是否就緒，它的開銷隨著文件描述符數(shù)量的增加而線性增大。

• 它將用戶傳入的數(shù)組拷貝到內(nèi)核空間

• 然后查詢每個fd對應的設備狀態(tài)：

• 如果設備就緒,在設備等待隊列中加入一項繼續(xù)遍歷

• 若遍歷完所有fd后，都沒發(fā)現(xiàn)就緒的設備

掛起當前進程，直到設備就緒或主動超時，被喚醒后它又再次遍歷fd。這個過程經(jīng)歷多次無意義的遍歷。

沒有最大連接數(shù)限制，因其基于鏈表存儲

缺點

• 大量fd數(shù)組被整體復制于用戶態(tài)和內(nèi)核地址空間間，而不管是否有意義

• 如果報告了fd后，沒有被處理，那么下次poll時會再次報告該fd 

3 epoll

可理解為event  poll，epoll會把哪個流發(fā)生哪種I/O事件通知我們。所以epoll是事件驅(qū)動(每個事件關(guān)聯(lián)fd)的，此時我們對這些流的操作都是有意義的。復雜度也降低到了O(1)。

3.1 觸發(fā)模式

EPOLLLT和EPOLLET兩種：

• LT，默認的模式(水平觸發(fā))

        只要該fd還有數(shù)據(jù)可讀，每次 epoll_wait 都會返回它的事件，提醒用戶程序去操作，

• ET是“高速”模式(邊緣觸發(fā))

只會提示一次，直到下次再有數(shù)據(jù)流入之前都不會再提示，無論fd中是否還有數(shù)據(jù)可讀。所以在ET模式下，read一個fd的時候一定要把它的buffer讀完，即讀到read返回值小于請求值或遇到EAGAIN錯誤

epoll使用“事件”的就緒通知方式，通過epoll_ctl注冊fd，一旦該fd就緒，內(nèi)核就會采用類似回調(diào)機制激活該fd，epoll_wait便可收到通知。

3.2 優(yōu)點

• 沒有最大并發(fā)連接的限制，能打開的FD的上限遠大于1024(1G的內(nèi)存上能監(jiān)聽約10萬個端口)

• 效率提升，不是輪詢，不會隨著FD數(shù)目的增加效率下降。只有活躍可用的FD才會調(diào)用callback函數(shù)

• 即Epoll最大的優(yōu)點就在于它只關(guān)心“活躍”的連接，而跟連接總數(shù)無關(guān)，因此在實際的網(wǎng)絡環(huán)境中，Epoll的效率就會遠遠高于select和poll

• 內(nèi)存拷貝，利用mmap()文件映射內(nèi)存加速與內(nèi)核空間的消息傳遞;即epoll使用mmap減少復制開銷。

• epoll通過內(nèi)核和用戶空間共享一塊內(nèi)存來實現(xiàn)的

表面上看epoll的性能最好，但是在連接數(shù)少并且連接都十分活躍的情況下，select和poll的性能可能比epoll好，畢竟epoll的通知機制需要很多函數(shù)回調(diào)。

epoll跟select都能提供多路I/O復用的解決方案。在現(xiàn)在的Linux內(nèi)核里有都能夠支持，其中epoll是Linux所特有，而select則應該是POSIX所規(guī)定，一般操作系統(tǒng)均有實現(xiàn)。

4 總結(jié)

select，poll，epoll都是IO多路復用機制，即可以監(jiān)視多個描述符，一旦某個描述符就緒(讀或?qū)懢途w)，能夠通知程序進行相應讀寫操作。

但select，poll，epoll本質(zhì)上都是同步I/O，因為他們都需要在讀寫事件就緒后自己負責進行讀寫，也就是說這個讀寫過程是阻塞的，而異步I/O則無需自己負責進行讀寫，異步I/O的實現(xiàn)會負責把數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶空間。

關(guān)于Select、Poll和Epoll的區(qū)別是什么問題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識。

網(wǎng)站題目：Select、Poll和Epoll的區(qū)別是什么
本文URL：http://www.chinadenli.net/article16/geidgg.html

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