linux下三组IO复用函数的比较
来源:互联网 发布:c语言中extern的用法 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 01:18
原理
select
(Fd_set集合)
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(只能处理1024个文件描述符)
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(是FD_ISSET的一个扫描)
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。
epoll
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
一个进程所能打开的最大连接数
select
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32*32(1024个文件描述符),同理64位机器上FD_SETSIZE为32*64),当然我们可以对进行修改,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。
poll
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, 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
epoll
没有上限,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
FD剧增后带来的IO效率问题
select
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”。
poll
同上
epoll
因为epoll内核中实现是根据每个fd上的callback函数来实现的,只有活跃的socket才会主动调用callback,所以在活跃socket较少的情况下,使用epoll没有前面两者的线性下降的性能问题,但是所有socket都很活跃的情况下,可能会有性能问题。
消息传递方式
select
内核需要将消息传递到用户空间,都需要内核拷贝动作
poll
同上
epoll
epoll通过内核和用户空间共享一块内存来实现的。
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