select,poll,epoll比较

1.select

select本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是:

  1. 单个进程可监视的fd数量被限制
  2. 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
  3. 对socket进行扫描时是线性扫描

缺点:

  • 单个进程所能打开的最大连接数有FD_SETSIZE宏定义,其大小是32个整数的大小(在32位的机器上,大小就是3232,同理64位机器上 FD_SETSIZE为3264),当然我们可以对它进行修改,然后重新编译内核,但是性能可能会受到影响,这需要进一步的测试。

  • 因为每次调用时都会对连接进行线性遍历,所以随着FD的增加会造成遍历速度慢的“线性下降性能问题”

2.poll

poll本质上和select没有区别,它将用户传入的数组拷贝到内核空间,然后查询每个fd对应的设备状态,如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历,如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备,则挂起当前进程,直到设备就绪或者主动超时,被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。

它没有最大连接数的限制,原因是它是基于链表来存储的,但是同样有一个缺点: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,而不管这样的复制是不是有意义。

poll还有一个特点是“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。

poll本质上和select没有区别,但是它没有最大连接数的限制,原因是它是基于链表来存储的。

3. epoll

epoll支持水平触发和边缘触发,最大的特点在于边缘触发,它只告诉进程哪些fd刚刚变为就需态,并且只会通知一次。
在前面说到的复制问题上,epoll使用mmap减少复制开销。

还有一个特点是,epoll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

虽然连接数有上限,但是很大,1G内存的机器上可以打开10万左右的连接,2G内存的机器可以打开20万左右的连接。

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epoll通过内核和用户空间共享一块内存来实现的

4. 水平触发和边缘触发的区别

水平触发(level-triggered,也被称为条件触发)LT: 只要满足条件,就触发一个事件(只要有数据没有被获取,内核就不断通知你)。

边缘触发(edge-triggered)ET: 每当状态变化时,触发一个事件 “举个读socket的例子,假定经过长时间的沉默后,现在来了100个字节,这时无论边缘触发和条件触发都会产生一个read ready notification通知应用程序可读。应用程序读了50个字节,然后重新调用api等待io事件。这时条件触发的api会因为还有50个字节可读从 而立即返回用户一个read
ready notification。

而边缘触发的api会因为可读这个状态没有发生变化而陷入长期等待。 因此在使用边缘触发的api时,要注意每次都要读到socket返回EWOULDBLOCK为止,否则这个socket就算废了。

而使用条件触发的api 时,如果应用程序不需要写就不要关注socket可写的事件,否则就会无限次的立即返回一个write ready notification。大家常用的select就是属于条件触发这一类,长期关注socket写事件会出现CPU 100%的毛病。

5. 综上

综上,在选择select,poll,epoll时要根据具体的使用场合以及这三种方式的自身特点。表面上看epoll的性能最好,但是在连接数少并且连接都十分活跃的情况下,select和poll的性能可能比epoll好,毕竟epoll的通知机制需要很多函数回调。

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转载自blog.csdn.net/ai_xiangjuan/article/details/82795038
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