select、poll、epoll浅析

最新推荐文章于 2023-04-12 16:20:17 发布

xbwueric3

最新推荐文章于 2023-04-12 16:20:17 发布

阅读量144

点赞数

分类专栏：网络编程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xbwueric3/article/details/79791736

版权

网络编程专栏收录该内容

2 篇文章

订阅专栏

select、poll、epoll浅析

select

概念
- 接口
```
int select (int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
```
  - writefds：”可写“状态的描述符集合
  - readfds：”可读“状态的描述符集合
  - exceptfds：”异常“状态的描述符集合
  - timeout：超时时间
- 返回值：
  - -1：所有描述符集清0
  - 0：超时
  - >0：就绪描述符个数
- 功能：需要轮询来获取就绪的描述符
优点
- 良好的跨平台性：目前所有平台支持
缺点
- 单进程监听的fd存在最大限制：在linux上FD_SETSIZE一般为1024(32bits)
- 效率低：对socket进行扫描时是线性扫描，即采用轮询的方法
- 开销大：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和内核空间在传递该结构时复制开销大。

poll

概念

接口

int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);
struct pollfd 
{
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events to watch */
short revents; /* returned events witnessed */
};

fds：要监控的描述符集合
nfds：要监控的描述符数量
timeout：超时时间

返回值：返回就绪的描述符的个数
功能：需要轮询来获取就绪的描述符

优点
- 不同于select的参数-值传递方式
- 没有最大连接数的限制：基于链表
缺点
- 开销大：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
- “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

概念
- 接口
  - int epoll_create(int size)；//创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大
    - size：采用红黑树，size设置无效
  - int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)；
    - epoll_create返回值：epollfd
    - epfd：epollfd
    - op：
      - 添加EPOLL_CTL_ADD
      - 删除EPOLL_CTL_DEL
      - 修改EPOLL_CTL_MOD
    - fd：是需要监听的fd
    - epoll_event：监听事件
      - EPOLLIN：可读
      - EPOLLOUT：可写
      - EPOLLET：边沿触发
      - …………
  - int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
    - maxevents：最多返回maxevents个就绪的描述符
    - 返回值：就绪描述符的个数
- 工作模式
  - LT：LT(level triggered)是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的。
  - ET：ET(edge-triggered)是高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了。
    - ET模式在很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数，因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。
优点
- 没有最大描述符限制：使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次。
- 效率提升：
  - 使用“事件”的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知。(此处去掉了遍历文件描述符，而是通过监听回调的的机制，是epoll最大特点)
- 减小开销：通过内核与用户空间mmap(内存映射)同一块内存，减少复制开销。
缺点
- callback的回调机制的开销。
epool为什么高效？
https://blog.youkuaiyun.com/unknow_cdc/article/details/70216654