Linux多路复用机制原理分析--select/poll

前言

Linux访问设备的IO模型主要有五种,分别是非阻塞IO模型、阻塞IO模型、IO多路复用模型、信号驱动模型以及异步IO模型。本文主要分析IO多路复用模型,Linux下的IO多路复用模型主要有select/poll/epoll等机制实现。
IO多路复用模型可以实现以非阻塞的方式监听多个设备,具体的模型如下图所示
在这里插入图片描述图中可以看出,select/poll可以监听多个设备,只要任意一个设备满足条件,select/poll都会返回具体的响应,否则睡眠等待。简而言之就是,将用户感兴趣的条件让select/poll进行监听。

原理

select调用分析

在这里插入图片描述从上图中可以看出以下几点:
1、select的系统调用最终核心操作在do_select函数中进行处理,原函数参考fs/select.c文件。
2、do_select函数主要完成以下关键操作

  • 调用poll_initwait初始化poll_wqueues结构体,包含回调函数的初始化,用于关联驱动函数进行回调处理;
  • 循环遍历所监测的文件描述符,当满足监测条件时,调用*f_op->poll(即结构体file_operations中的成员函数unsigned
    int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);)函数进行处理;
  • 在监测条件不满足的情况下,调用schedule_timeout进行休眠处理,当超时或者被其他信号中断唤醒。

3、do_select函数退出循环的条件:监测条件满足,超时以及被其他信号中断唤醒。

select/poll的差异

poll与select基本类似,都是采用轮询文件描述符的方式来进行监测,在文件描述符较大的情况下,开销会增大导致性能下降,select默认最大支持文件描述符数量1024,poll没有具体限制。

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