select、poll、epoll之间的区别

select、poll、epoll之间的区别:
    (1)、select==>时间复杂度O(n)
         select仅仅知道了，有I/O时间发生了，却并不知道是哪几个流（可能一个、多个、甚至全部）,我们只能无差别的轮询所有的流，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)的无差别的轮询复杂度，同时处理的流越多，无差别轮询时间越长。
    (2)、poll==>时间复杂度O(n)
        poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，但是它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的。
    (3)、epoll==>时间复杂度O(1)
        epoll可以理解为event poll，不同于忙轮询和无差别轮询，epoll会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。所以我们说epoll实际上是事件驱动（每个事件关联上fd）的，此时我们操作这些流都是有意义的。（复杂度降低到了O(1)）
    select、poll、epoll都是I/O多路复用的机制。I/O多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般就是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。但select，poll,epoll本质上都是同步I/O,因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。
    epoll和select都能够提供多路I/O复用的解决方案。在现在的linux内核里都能够支持，其中epoll是linux所特有的，而select则在一般的操作系统中都有实现，是POSIX所规定。
    
    select:
        select本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是：
            （1）、单个进程可监视的fd的数量被限制，即能监听的端口的大小有限。这个数字和系统内存关系很大，可以在cat /proc/sys/fs/file-max查看。32位机器默认是1024个。64位机器默认是2048个。
            （2）、对socket进行扫描时是线性扫描，即采用轮询的方法，效率较低：
                  当套接字比较多的时候，每次select（）都要通过遍历FD_SETSIZE个socket来完成调度，不管哪个socket是活跃的，都遍历一遍。这浪费了很多cpu的时间。如果能给套接字注册某个回调函数，当他们活跃时，自动完成相关操作，那就避免了轮询，这正是epoll和kqueue做的。
            （3）、需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间、内核空间在传递该结构时复制开销大。
    
    poll：
         poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历，如果遍历完所有的fd后没有发现就绪设备，则挂起当前进程，直到设备就绪或者主动超时，被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。
        poll是基于链表来存储的，所以它没有最大连接数的限制，但同样有一个缺点：
            （1）、大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义。
            （2）、poll还有一个特点是“水平触发”,如果报告了fd后，没有被处理，那么下次poll时会再次报告该fd。
    
    epoll
         
        epoll有epolllt和epollet两种触发模式，lt是默认的模式，et是高速模式。lt模式下，只要这个fd还有数据可读，每次epoll_wait都会返回它的事件，提醒用户程序去操作，而在et（边缘触发）模式中，它只会提示一次，直到下次再有数据流入之前都不会再提示了，无论fd中是否还有数据可读。所以在et模式下，read一个fd的时候一定要把它的buffer读光，也就是说一直读到read的返回值小于请求值，或者遇到eagain错误。还有一个特点，epoll使用事件的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用callback的回调机制来激活该fd,epoll_wait便可以收到通知。
    
    epoll为什么要有epollet触发模式？
    如果采用epolllt模式的话，系统中一旦有大量你不需要读写的就绪文件描述符，它们每次调用epoll_wait都会返回，这样会大大降低处理程序检索自己关心的就绪文件描述符的效率。
    而采用epollet这种边沿触发模式的话，当被监控的文件描述符上有读写事件发生时，epoll_wait（）会通知处理程序去读写。
    如果这次没有把数据全部读写完成（如读写缓冲区太小）,那么下次调用epoll_wait（）时，它不会通知你，也就是只会通知你一次，直到该文件描述符上出现第二次可读写事件才会通知你！！！这种模式比水品触发效率高，系统不会充斥大量你不关心的就绪文件描述符。
    
    epoll的优点：
    1、没有最大并发连接的限制，能打开的fd的上限远大于1024（1G的内存上能监听10万个端口）;
    2、效率提升，不是轮询的方式，不会随着fd数目的增加效率下降，只有活跃可用的fd才会调用callback函数;即epoll最大的优点是它只管活跃的连接，而与总链接数无关，因此在实际的网络环境中，epoll的效率就会远高于select和poll。
    3、内存拷贝，利用mmap()文件映射内存加速于内核空间的消息传递；即epoll使用mmap减少复制开销。
    
    select、poll、epoll的区别总结：
    1、支持一个进程所能打开的最大连接数
      select 是  32位机默认是1024个，64位机默认是2048。
      poll 本质上于select没有区别，但是它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的。
      epoll  虽然有连接数上限，但是很大，1G内存的机器上可以打开10万左右的连接，2G内存的可以打开20万左右的连接。
    2、fd剧增后带来的I/O效率问题
      select  每次调用事都会对连接进行线性遍历，所以随着fd的增加会造成遍历速度慢，呈线性下降性能问题。
      poll    同上
      epoll   epoll内核中实现是根据每个fd的callback函数来实现的，只有活跃的socket才会主动调用callback，所以在活跃的socket较少的情况下，使用epoll没有前面两者的线性下降的性能问题，但是所有的socket都很活跃的情况下，可能会有性能问题。
    
    3、消息传递方式
    select  内核需要将消息传递到用户空间，都需要内核拷贝动作
    poll  同上
    epoll 通过内核和用户空间共享一块内存来实现的。
    
    总结：
      
      综上，在选择select，poll，epoll时要根据具体的使用场合以及这三种方式的自身特点。
          
          1、表面上看epoll的性能最好，但是在连接数少并且连接都十分活跃的情况下，select和poll的性能可能比epoll好，毕竟epoll的通知机制需要很多函数回调。
          2、select低效是因为每次它都需要轮询。但低效也是相对的，视情况而定，也可通过良好的设计改善。