select/poll/epoll到底是什么一回事

最新推荐文章于 2025-11-08 13:40:27 发布
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#网络编程 #epoll #poll #io #select

本文详细介绍了select、poll和epoll在Linux网络编程中的作用，阐述了它们的区别和优缺点。重点讨论了epoll的epoll_create()、epoll_ctl()和epoll_wait()三个核心函数，解释了epoll如何通过红黑树和就绪链表提高效率，以及为什么epoll比select和poll更高效。

面试题：说说select/poll/epoll的区别。
这是面试后台开发时的高频面试题，属于网络编程和IO那一块的知识。Android里面的Handler消息处理机制的底层实现就用到了epoll。
为此，我在Google上看了很多相关文章，才大概搞懂是怎么一回事。

背景知识

文件描述符fd

文件描述符（File descriptor）是计算机科学中的一个术语，是一个用于表述指向文件的引用的抽象化概念。

文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中，一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。但是文件描述符这一概念往往只适用于UNIX、Linux这样的操作系统。在Linux系统中，流在内核中可以表示成文件的形式。

IO模型

IO可以理解成对流的操作。

一般对于一个read操作发生时，它会经历两个阶段。

  • 第一个阶段是等待数据准备。
  • 第二个阶段是真正读取的过程，将数据从内核缓冲区拷贝到用户进程缓冲区中，

而五种常见的IO模型也是围绕这两个阶段来区分的。

  • 同步模型（synchronous IO）
    • 阻塞IO（bloking IO）
    • 非阻塞IO（non-blocking IO）
    • 多路复用IO（multiplexing IO）
    • 信号驱动式IO（signal-driven IO）
  • 异步IO（asynchronous IO）

其中，IO多路复用就是一种机制，实现一个进程可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪，就能够通知程序进

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网络编程 - 网络io与多路复用select/ poll/epoll
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网络io与多路复用select/poll/epoll
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select、poll、epoll之间的区别(搜狗面试)
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(1)select==>时间复杂度O(n) 它仅仅知道了，有I/O事件发生了，却并不知道是哪那几个流（可能有一个，多个，甚至全部），我们只能无差别轮询所有流，找出能读出数据，或者写入数据的流，对他们进行操作。所以select具有O(n)的无差别轮询复杂度，同时处理的流越多，无差别轮询时间就越长。 (2)poll==>时间复杂度O(n) poll本质上和select没...
epoll 和select的区别
guandq2106的专栏
09-22 1449
相同点：都是多路复用 不同点： select是轮询所有的流，时间辅助度是0(n),处理的流越多，无差别轮询时间就越长； 单个进程可监控的fd数量是有限的，32位机默认是1024；64位的是2048，内核需要将消息传递到用户空间，都需要内核拷贝动作 epoll是基于事件驱动的，哪个流发生了怎么样的I/O事件通知我们，事件复杂度是o(1)，没有最大并发连接的限制，epoll 对于1G的内存可以支持10万个，可以通过/proc/sys/fs/file-max可以查看到，对于内存的拷贝：使用mm..
图解缓存淘汰算法 LRU、LFU ｜ 最近最少使用、最不经常使用算法 ｜ go语言实现
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select、poll、epoll之间的区别总结
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select、poll、epoll之间的区别总结
select、poll、epoll的区别
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I/O多路转接之select     系统提供select函数来实现多路复用输入/输出模型。select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有一个或多个发生了状态改变。关于文件句柄，其实就是一个整数，我们最熟悉的句柄是0、1、2三个，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误输出。0、1、2是整数表示的，对应的FILE *结构
关于select、poll、epoll的区别与代码的对比
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最近在面试的时候，经常被问到关于select,poll,epoll的区别和各自的优缺点。 因为之前也只是都是用着，然后就用着epoll，没有去进行仔细的总结对比，所以答得并不好。 又因为在网上搜索同样的问题，好像答得都比较模糊或者是超出了当时我的理解，总之是不能一下子醍醐灌顶。 所以自己在这里根据自己的理解和查到的资料进行一个简单的总结，作为笔记。 目录 一、select的说明 二、p...
linux内核select/poll，epoll实现与区别
12-31
select，poll，epoll都是多路复用IO的函数，简单说就是在一个线程里，可以同时处理多个文件描述符的读写。 select/poll的实现很类似，epoll是从select/poll扩展而来，主要是为了解决select/poll天生的缺陷。 epoll在...
select，poll，epoll区别和各自的优缺点
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select：        系统提供了select函数来实现多路复用输入/输出模型，它的系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待，直到被监视的文件句柄有一个或者多个发生了状态改变。        0：标准输入        1：标准输出        2：标准错误输出 0，1，2是整数表示的，对应的file*结构的表示就是stdin，std
深入理解 poll 与 epoll：多路复用的利器
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深入理解poll和epoll不仅有助于提高网络编程的效率，还是面试中常见的考察点。掌握它们的原理、区别以及适用场景，能够更好地选择和使用适当的多路复用机制，提升网络应用的性能。
深入理解select、poll和epoll及区别
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poll与epoll简介
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<br />在linux网络编程中，最经常使用的事件分发器是poll、epoll。<br />其中，poll的主要原理是，用户把关心的socket fd放到一个struct pollfd数组，调用poll()函数，让内核去轮询每一个fd，查看是否有事件发生，其中，每次调用poll时都会把struct pollfd数组copy到内核。这样的做法有几个缺点：<br />1. 当用户传入的fd很多时，由于poll系统调用每次都要把所有struct pollfd拷进内核，所以参数传递和页分配此时就成了poll系统调
select poll epoll之间的区别
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前导 首先在分析他们之前的区别前，需要明确几个概念。 同步阻塞、 同步非阻塞 异步非阻塞 同步和异步的概念： 同步是指用户线程发起IO请求后,需要等待或者轮询内核IO操作完成后才能继续执行； 异步是指用户线程发起IO请求后仍继续执行，当内核IO操作完成后会通知用户线程或者调用用户线程注册的回调函数。 阻塞和非阻塞的概念： 阻塞是指IO操作需要彻底完成后才返回到用户空间； 非阻塞是指IO操作被调用后立即返回给用户一个状态值，无需等到IO操作彻底完成。 I/O 同步和异步的区别在于：
一文彻底搞懂select、poll、epoll之间的区别
永远在路上
03-18 4078
select、poll 和 epoll 都是用于 I/O 多路复用的机制，它们的目的都是监视多个文件描述符，以确定是否有数据可读、可写或者发生了异常。
select/poll/epoll模型分别是什么模型
05-15
### 定义及概述 #### Select 模型 `select` 是一种早期的 I/O 多路复用机制，支持跨平台使用。它通过单一系统调用监控多个文件描述符的状态变化，能够检测是否有数据可读、是否可以写入以及是否存在异常条件[^1]。 `select` 的核心功能在于等待一组文件描述符中的任何一个变为就绪状态。 #### Poll 模型 `poll` 是对 `select` 的改进版本，在某些方面解决了其局限性。与 `select` 类似，`poll` 同样用于监视多个文件描述符的 I/O 就绪情况，但它没有文件描述符数量的限制（不像 `select` 受制于 FD_SETSIZE）。然而，两者的工作方式本质上相似，都需要遍历整个文件描述符集合以查找就绪的描述符[^2]。 #### Epoll 模型 `epoll` 是 Linux 独有的高效 I/O 复用接口，专为高并发场景设计。相比 `select` 和 `poll`，`epoll` 提供了一种更高效的事件通知机制。它的实现依赖三个主要函数：`epoll_create` 用于创建 epoll 实例，`epoll_ctl` 负责注册或移除感兴趣的文件描述符及其对应的事件类型，而 `epoll_wait` 则阻塞当前线程直到有事件发生并返回这些事件列表[^4]。 --- ### 工作原理对比 #### Select 的工作原理 `select` 维护了一个位图结构来表示要监听的所有文件描述符，并将其传递给内核。每次调用时，都会将用户空间的数据复制到内核空间进行处理，之后再把结果复制回用户空间。这种全量复制操作带来了较高的性能开销，尤其是在大量文件描述符的情况下。 #### Poll 的工作原理 尽管 `poll` 解除了 `select` 中关于最大文件描述符数目的限制，但其实现仍然存在类似的缺点——即每次调用都需向内核提交完整的文件描述符集以便轮询检查哪些已准备好执行 I/O 操作。因此当面对成千上万连接时效率低下[^2]。 #### Epoll 的工作原理 不同于前两者的被动轮询模式，`epoll` 借助回调机制主动告知应用程序那些发生了特定类型的活动的文件句柄们。具体来说： - **epoll_create**: 初始化一个新的 epoll 对象； - **epoll_ctl**: 动态增删关注的目标 fd 或修改它们关联的兴趣点； - **epoll_wait**: 获取一批已经满足条件的通知项而非逐一查询每一个可能的对象[^3][^4]。 由于采用了基于事件驱动的设计理念加上减少了不必要的上下文切换次数等因素的影响使得该方法非常适合现代互联网服务端架构下的海量短连接请求环境应用需求分析评估报告结论总结如下： --- ### 主要区别 | 特性 | Select | Poll | Epoll | |--------------------|----------------------------------|--------------------------------|-------------------------------| | 文件描述符限制 | 存在固定上限 | 无明确限制 | 无 | | 性能瓶颈 | O(n)复杂度 | O(n)复杂度 | O(1)，仅针对活跃连接 | | 内存消耗 | 用户态<->内核态频繁数据交换 | 较少减少部分重复计算 | 极低，只有初次添加时涉及拷贝 | | 平台兼容性 | 跨平台 | 跨平台 | 限于Linux | --- ### 示例代码展示 以下是三种模型简单使用的 Python 示例代码片段： #### Select 示例 ```python import select import socket socks = [socket.socket() for _ in range(5)] readable, _, _ = select.select(socks, [], []) for s in readable: data = s.recv(1024) ``` #### Poll 示例 ```python import select import socket poller = select.poll() sock = socket.socket() poller.register(sock.fileno(), select.POLLIN) events = poller.poll(timeout=1000) for fileno, event in events: if event & select.POLLIN: sock.recv(1024) ``` #### Epoll 示例 ```python import select import socket epoller = select.epoll() sock = socket.socket() epoller.register(sock.fileno(), select.EPOLLIN) events = epoller.poll(timeout=1.0) for fileno, event in events: if event & select.EPOLLIN: sock.recv(1024) ``` --- ### 结论 综上所述，虽然 `select` 和 `poll` 在一定程度上实现了多路复用的功能，但由于其固有的缺陷并不适合大规模网络服务器的应用场合；相比之下，`epoll` 凭借着优秀的扩展性和卓越的表现成为当今主流的选择之一[^5]。
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