select、poll与epoll
来源:互联网 发布:淘宝号怎么升级心快 编辑:程序博客网 时间:2024/06/01 15:47
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,即能监听端口的大小有限。一般来说这个数目和系统内存关系很大,具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。32位机默认是1024个。64位机默认是2048.
2、对socket进行扫描时是线性扫描,即采用轮询的方法,效率较低。当套接字比较多的时候,每次select()都要通过遍历FD_SETSIZE个Socket来完成调度,不管哪个Socket是活跃的,都遍历一遍。这会浪费很多CPU时间。如果能给套接字注册某个回调函数,当他们活跃时,自动完成相关操作,那就避免了轮询,这正是epoll与kqueue做的。
3、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
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:1、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。
2、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
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。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。epoll的优点
1、没有最大并发连接的限制,能打开的FD的上限远大于1024(1G的内存上能监听约10万个端口)。2、效率提升,不是轮询的方式,不会随着FD数目的增加效率下降。只有活跃可用的FD才会调用callback函数。即Epoll最大的优点就在于它只管你“活跃”的连接,而跟连接总数无关,因此在实际的网络环境中,Epoll的效率就会远远高于select和poll。
3、内存拷贝,利用mmap()文件映射内存加速与内核空间的消息传递;即epoll使用mmap减少复制开销。
区别:
1.支持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,同理64位机器上FD_SETSIZE为32*64),当然可以对进行修改,然后重新编译内核,但是性能可能会受到影响。
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。
epoll: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。
2、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。
3、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。
总结:
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。1、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。
2、select低效是因为每次它都需要轮询。但低效也是相对的,视情况而定,也可通过良好的设计改善.
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