select,poll,epoll的区别 各自支持的最大fd数上限以及原因

各自支持的最大fd数上限以及原因

select支持的fd数是固定的，默认一般为1024，用一个常数FD_SETSIZE定义，如果要monitor更多的fd，需要修改这个常数，并且重新编译(?),一般如果要monitor超过1024的fd，推荐使用poll/epoll

poll和epoll，因为他们monitor的fd list是通过数组或者说链表来保存，所以没有数量限制

区别

select

select是三者中最早被使用的多路复用机制，因此可移植性最好

通过给定三个fd set（bit mask），分别对应关注的是否可读，可写，是否出现异常三种类别，在调用select的时候，这三个集合被传给内核，内核逐一检测这些fd是否ready，然后把三个集合中ready的fd对应的bit置为1，返回

然后用户再逐一检测set中的fd是否处于ready，如果是，就对对应的fd执行相应的操作

注意到，在上面的描述中，用户始终需要扫描整个集合，也就是说扫描的个数和io事件的个数无关，而是始终是FD_SETSIZE,为了提高效率，我们可以使用一个maxfd,这样可以只检测maxfd以下的，从而扫描的个数正比于监听的fd个数，而不是始终是固定的FD_SETSIZE

缺点：

1.每次调用select都需要把三个集合传给内核，然后内核又把修改过的三个集合传回来，耗费时间

2.扫描时耗时与monitor的fd个数成正比，所以如果监听的个数很多，就会很慢

3.监听个数有上限

poll

基本和select相同，优点是监听的fd没有数量限制(因为poll不是用bit mask保存关注的fd，而是用pollfd 结构体数组

epoll

首先他和poll一样，监听的fd数没有限制（或者说只受硬件配置限制

为什么epoll的性能更好：

1.每次有io event让fd编程ready，内核都把该ready fd加入到epoll ready list，执行wait的时候直接从ready list里取而select每次调用都要扫描所有的fd

2.每次调用select/poll,都把三个set传给内核，然后内核把ready的用三个set传回来而epoll，使用epoll_ctl在内核里创建一个数据结构，之后epoll_wait时不需要传什么数据

返回的时候，也只返回ready的（事实上因为返回时我们也必须检查所有的位，判断是否ready，而epoll只返回ready的，所以还是有区别的

3.每次调用select之前，都必须初始化三个集合，还有返回之后必须检查所有的位（不过貌似这些是小头

我们可以说select/poll的耗时和N（fd数）呈线性关系，epoll的耗时和发生的io事件呈线性关系

所以epoll十分实用下面这种情况：monitor大量的fd，但是其中大部分是空闲的（因此io事件相对较少

此外epoll还提供edge trigger和level trigger两种形式的通知，而select/poll 都只支持level trigger

这两种的区别在于：

level trigger：只要fd处于ready（可读可写），就会报告给用户

edge trigger：仅当上一次调用epoll_wait之后有新的io事件，才报告给用户（如果是之前没有使用epoll_wait,那么就看创建fd之后有没有新的io事件）

举例说明edge trigger和level trigger的区别

假设现在一个fd处于ready，可读，我们执行一次epoll wait，此时一定是ready，不管采用level trigger还是edge trigger

再执行一次，如果是level trigger，那么仍然报告ready

但如果是edge trigger，那么就不会报告ready，因为从上次调用epoll wait以来，没有发生io事件