服务器接高性能,高性能服务器——I/O多路转接的三种模式(select &poll& epoll)

一、简单的服务器I/O模型

最简单的的TCP服务器，有三种模式：

1、单执行流，一个server端连接一个client端

2、多进程，一个server端通过多进程的方式，每个进程连接一个client端

3、多线程，一个server端通过多进程的方式，每个线程连接一个client端

要提升服务器性能，其实就是想要让一个server端能在负载允许的情况下，连接尽可能多的client端。

因此，以上三种模式中：

第一种模式，一个服务器连接一个客户端  ~！@#%……   这是低性能服务器 是没人会考虑的

第二种模式，用多进程，能同时服务多个client端，不过线程开销较大，因此这也不是最好的方式

第三种模式，用多线程，线程的开销比进程要小，因此这种方式是 这三种方式中，最优的方式。

二、所谓高性能

我们仔细分析第三种模式下，server端每个线程和对应连接的client在进行通信的过程中，其实都是阻塞方式的。

也就是，对于server端的每个线程，在对面客户端端有消息的时候(连接、接受、断开时)进行处理，而当对面没有消息过来的时候，则一直等待。

因此，在这种阻塞模式下，这些等待的时间被白白浪费掉了。归根到底，每个线程也只能服务一个客户端，因此还不够高性能。要想提高性能，就是要尽可能减少等待时间，也就是说，服务器最高效的工作状态是： 在能力范围内一直在进行数据搬迁。

要想进一步提升服务器性能，达到上述的工作状态，条件允许时(大部分情况都是如此)自然需要换一种效率更高的I/O模型，这里有以下模型：//1、非阻塞I/O；

//2、I/O复用

//3、信号驱动I/O

//4、异步I/O

以上在这些模型当中，效率最高的当属第二种：I/O复用模型。

关于I/O复用，客官且听我慢慢道来

三、所谓I/O复用

I/O复用，是针对一个单线程而言的，采用I/O复用的server端，一个线程就可以处理多个client端。

它的实现，就好像有一个"管家"，这个"管家"被托管了许多个套接字。当有新的client端要连接的时候，把这个client端(的句柄)托管给这个“管家”，所以这个“管家“上很有可能被托管了许多个client端。

管家的任务就是：管理他托管的这些套接字，如果这些套接字有消息传来，就通知server。

而server则平时一直等待它的"管家"，直到"管家"告诉它有消息，才做相应的处理。

这样，server端的一个线程，就能同时服务许多client端，相比多线程模型，线程用来等待时间的比例明显低了很多，效率也高了许多。

要实现I/O复用，有三种模式：分别是： select、poll、epoll，以下分别介绍。

三、I/O复用——select 和 poll

别看poll 和 epoll 名字就差一个e，但其实 poll 和 select 更像，所以这里就把这两个模型放在一起介绍了。

(1)、select模式

还记得前面说到的那个"管家"吗？现在这里管家就是select，管家有一个(或多个)名单fd，fd上记录着所有被托管着的句柄。

//fd是一个fd_set类型的变量。fd_set中存放的句柄，都是通过位运算的方式存放的。

select模式，用到的函数有这些：int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);

int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);

void FD_SET(int fd, fd_set *set);

void FD_ZERO(fd_set *set);

(2)、poll模式

原文：http://zhweizhi.blog.51cto.com/10800691/1832644