[八股]select,poll与epoll

select,poll,epoll的区别

这个问题考察的主要是操作系统和IO模型

select,poll,epoll是实现IO多路复用的三种方式

• 现代操作系统采用虚拟存储器来实现内存管理，操作系统的核心是内核，出于安全性考虑，将虚拟空间分为了用户空间和内核空间。

• select将所有的Socket连接放到一个文件描述符集合中，之后该集合会从用户空间拷贝到内核空间，内核采用遍历的方式检查是否有事件产生，当检查到产生事件时，内核j将修改内核空间中的文件描述符集合，之后将该集合从内核空间拷贝到用户空间。用户空间将遍历集合找出可读/写的Socket

  该方式存在几个问题：

  • 文件描述符集合最大长度为1024(x86)或2048(x64)
  • 进行了两次拷贝
  • 进行了两次遍历

• poll使用了链表实现了动态数组，相较于select没有了文件描述符集合长度的限制，但其他方面没有什么太大变化

• 关于epoll:

  • epoll在内核空间使用红黑树来跟踪需要检测的文件描述符，相较于select/poll需要每次传入所有的Socket列表，epoll只需要传入待检测的Socket，由内核中的红黑树来保存所有待检测的Socket，时间复杂度由O(N)优化到了O(logN)
  • epoll维护了一个就绪事件链表，当红黑树上的某个Socket产生事件时，将由回调函数将其加入就绪事件链表中，这里相较与select/poll省去了遍历的时间。之后，这个就绪时间列表将从内核空间拷贝到用户空间
  • epoll有水平触发和边缘触发两种模式，水平触发在有可读事件产生时会不断苏醒知道内核缓冲区的数据被读完，而边缘触发只会苏醒一次不确保缓冲区被读完。