select

select机制问题

1、每次调用，都需要把fd_set集合从用户态拷贝到内核态，如果fd_set集合过大，开销也会很大

2、同时每次调用select都需要在内核遍历传过来的fd_set，同事遍历时间复杂度为O(n)

3、所以为了性能，内核对fd_set做了限制，大小不可变（32位机默认是1024个，64为2048）

int select(
    int maxfdp1, //int maxfdp1 指定待测试的文件描述字个数，它的值是待测试的最大描述字加1。

    //fd_set可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄
    fd_set *readset,

    fd_set *writeset,
    fd_set *exceptset,
    const struct timeval *timeout);

【返回值】
int 若有就绪描述符返回其数目，若超时则为0，若出错则为-1

select()通过fd_set的数据结构，实际上是一个long类型的数组，每一个数组元素都能与一打开的文件句柄建立联系，建立联系的工作由程序员完成，当调用select()时，由内核根据IO状态修改fd_set的内容，由此来通知执行了select()的进程哪一Socket或文件可读。

每次调用select，都需要把fd_set集合从用户态copy到内核态（还有内核态->用户态），如果集合很大，开销也大

poll

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

typedef struct pollfd {
        int fd;                         // 需要被检测或选择的文件描述符
        short events;                   // 对文件描述符fd上感兴趣的事件
        short revents;                  // 文件描述符fd上当前实际发生的事件
} pollfd_t;

与select不同的是，采用链表pollfd替换原来的fd_set，没有连接数限制，基本与select一致

epoll

//创建一个epoll句柄，参数size表明内核要监听的描述符数量。
//调用成功时返回一个epoll句柄描述符，失败时返回-1。
int epoll_create(int size);

int epoll_ctl(
//epfd 表示epoll句柄
int epfd, 

//表示fd操作类型
//EPOLL_CTL_ADD 注册新的fd到epfd中
//EPOLL_CTL_MOD 修改已注册的fd的监听事件
//EPOLL_CTL_DEL 从epfd中删除一个fd
int op, 

//描述符
int fd,

//监听的事件
struct epoll_event *event);

int epoll_wait(
int epfd, 

//从内核得到的就绪事件集合
struct epoll_event * events, 

//内核events的大小
int maxevents, 

//等待的超时事件
int timeout);

epoll两种工作方式

水平触发（LT）：默认工作模式，即当epoll_wait检测到某描述符事件就绪并通知应用程序时，应用程序可以不立即处理该事件；下次调用epoll_wait时，会再次通知此事件

边缘触发（ET）： 当epoll_wait检测到某描述符事件就绪并通知应用程序时，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll_wait时，不会再次通知此事件。（直到你做了某些操作导致该描述符变成未就绪状态了，也就是说边缘触发只在状态由未就绪变为就绪时只通知一次）

由此可见：ET模式比LT模式的效率要高，如果使用ET模式，要保证每次进行数据处理的时候，要将其处理完，不要造成数据丢失，ET模式只支持非阻塞的读写，为了保证数据完整性

总结：

I/O多路复用之select、poll、epoll分析

select

poll

epoll

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