IO复用之select poll epoll的总结(推荐)

2019-10-12 17:35:39于丽

select的参数类型fd_set没有将文件描述符和事件绑定,只能处理可读、可写、异常事件,这使得select不能处理更多类型的事件。由于内核对fd_set的修改,应用程序下次调用select前需要重置这3个fd_set集合。

poll通过把文件描述符和事件定义在pollfd中,任何事件都被统一处理,从而使得编程接口简洁许多。并且内核每次修改的是pollfd结构体的revents成员,而events成员保持不变,因此下次调用poll时无须重置pollfd结构体类型的事件集参数。由于每次select 和poll调用都返回整个用户注册的事件集合(其中包括就绪的和未就绪的),所以应用程序索引就绪文件描述符的时间复杂度为O(n).epoll 则采用与select和poll完全不同的方式来管理用户注册的事件。它在内核中维护一个事件表,并提供了一个独立的系统调用epoll_ctl来控制往其中添加、删除、修改事件。这样,每次epoll_wait调用都直接从该内核事件表中取得用户注册的事件,而无须反复从用户空间读入这些事件。epoll_wait系统调用的events参数仅用来返回就绪的事件,这使得应用程序索引就绪文件描述符的时间复杂度为O(1)

poll和epoll_wait分别用nfds和maxevents参数指定最多监听多少个文件描述符和事件。这两个数值都能达到系统最大的文件描述符数目,即65535(cat/proc/sys/fs/file-max).而select允许监听的最大文件描述符数量通常有限制。虽然用户可以修改这个限制,但这可能导致不可预期的后果。

select和poll都只能工作在LT模式,而epoll可以工作在ET模式。并且epoll还支持EPOLLONESHOT事件,该事件可以进一步减少可读、可写、和异常等事件被触发的次数

实现原理上,select和poll采用轮询的方式,即每次都要扫描整个注册文件描述符集合,并将其中就绪的文件描述符返回给用户程序,因此他们检测就绪事件的时间复杂度为O(n).epoll_wait采用回调的方式,内核检测到就绪文件描述符时,将触发回调函数,回调函数将该文件描述符上对应的事件插入内核就绪事件队列。内核最后在适当时机将该就绪事件队列中的内容拷贝到用户空间。因此epoll_wait无须轮询整个文件描述符集合来检测哪些文件描述符就绪,其算法复杂度为O(1).

总结起来如下表所示

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