select,poll,epoll区别和各自的优缺点
来源:互联网 发布:数据bi平台 编辑:程序博客网 时间:2024/06/15 07:19
select:
系统提供了select函数来实现多路复用输入/输出模型,它的系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄的状态变化的。程序会停在select这里等待,直到被监视的文件句柄有一个或者多个发生了状态改变。
0:标准输入
1:标准输出
2:标准错误输出
0,1,2是整数表示的,对应的file*结构的表示就是stdin,stdout,stderr。
参数nfds是需要监视的最大的文件描述符值+1;
timevalue 决定了等待方式
如果参数timeout设为:
NULL:则表示select()没有timeout,select将一直被阻塞,直到某个文件描述符上发生了事件。
0:仅检测描述符集合的状态,然后立即返回,并不等待外部事件的发生。
特定的时间值:如果在指定的时间段里没有时间发生,select将超时返回。
返回值:
执行成功则返回文件描述词状态已经改变的个数
如果返回0,代表在描述词状态改变前已经超过timeout时间,没有返回
当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno
理解select模型的关键在于理解fd_set,若取fd_set长度为一个字节,fd_set中的每一个bit可以理解对应一个文件描述符fd。则1字节长的fd_set最大可以对应8个fd。
poll:
poll使用一个pollfd的指针实现。
pollfd结构包含了要监视的event和发生的event,不再使用select“参数—值”传递方式。同时,pollfd并没有最大数量限制(但是数量过大后性能也会下降)和select函数一样。poll返回后,需要轮询pollfd来获取就绪的描述符。
select和poll都需要在返回后,通过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket。随着监视的描述符数量的增长,其效率也会线性下降。
描述和结构体:
epoll:
epoll和select和poll的调用接口上的不同,select和poll都只提供了一个函数——select或者poll函数。而epoll提供了三个函数,epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait,epoll_create是创建一个epoll句柄;epoll_ctl是注册要监听的事件类型;epoll_wait则是等待事件的产生。
每次注册新的事件到epoll句柄中时(在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD),会把所有的fd拷贝进内核,而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。
epoll不像select或poll一样每次都把current轮流加入fd对应的设备等待队列中,而只在epoll_ctl时把current挂一遍(这一遍必不可少)并为每个fd指定一个回调函数,当设备就绪,唤醒等待队列上的等待者时,就会调用这个回调函数,而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表)。epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd(利用schedule_timeout()实现睡一会,判断一会的效果,和select实现中的第7步是类似的)。
epoll所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目,这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右,具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。
select,poll和epoll的区别:
select,poll实现需要自己不断轮询所有fd集合,直到设备就绪,期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll其实也需要调用epoll_wait不断轮询就绪链表,期间也可能多次睡眠和唤醒交替,但是它是设备就绪时,调用回调函数,把就绪fd放入就绪链表中,并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程。虽然都要睡眠和交替,但是select和poll在“醒着”的时候要遍历整个fd集合,而epoll在“醒着”的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了,这节省了大量的CPU时间。这就是回调机制带来的性能提升。
(2)select,poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次,并且要把current往设备等待队列中挂一次,而epoll只要一次拷贝,而且把current往等待队列上挂也只挂一次(在epoll_wait的开始,注意这里的等待队列并不是设备等待队列,只是一个epoll内部定义的等待队列)。这能节省不少的开销。
select的几大缺点:
(1)每次调用select,都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态,这个开销在fd很多时会很大
(2)同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd,这个开销在fd很多时也很大
(3)select支持的文件描述符数量太小了,默认是1024
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