Linux中select poll和epoll的区别

在Linux Socket服务器短编程时，为了处理大量客户的链接请求，须要使用非阻塞I/O和复用，select、poll和epoll是Linux API提供的I/O复用方式，自从Linux 2.6中加入了epoll以后，在高性能服务器领域获得普遍的应用，如今比较出名的nginx就是使用epoll来实现I/O复用支持高并发，目前在高并 发的场景下，nginx愈来愈收到欢迎。这里有个文章参考。Nginx成为全球Top1000网站最受欢迎的Web服务器。

据 w3techs 7月 3 日的统计数据代表，在全球 Top 1000 的网站中，有 34.9% 的网站在使用 Nginx，这使得 Nginx 超越了 Apache，成为了高流量网站最信任的 Web 服务器。下图是统计数据。

select:

下面是select的函数接口：

int select (int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

 

select 函数监视的文件描述符分3类，分别是writefds、readfds、和exceptfds。调用后select函数会阻塞，直到有描述副就绪（有数据 可读、可写、或者有except），或者超时（timeout指定等待时间，若是当即返回设为null便可），函数返回。当select函数返回后，能够 经过遍历fdset，来找到就绪的描述符。

select目前几乎在全部的平台上支持，其良好跨平台支持也是它的一个优势。select的一 个缺点在于单个进程可以监视的文件描述符的数量存在最大限制，在Linux上通常为1024，能够经过修改宏定义甚至从新编译内核的方式提高这一限制，但 是这样也会形成效率的下降。

poll：

int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);

 

不一样与select使用三个位图来表示三个fdset的方式，poll使用一个 pollfd的指针实现。

struct pollfd {int fd; /* file descriptor */short events; /* requested events to watch */short revents; /* returned events witnessed */};

 

pollfd结构包含了要监视的event和发生的event，再也不使用select“参数-值”传递的方式。同时，pollfd并无最大数量限制（可是数量过大后性能也是会降低）。 和select函数同样，poll返回后，须要轮询pollfd来获取就绪的描述符。

从上面看，select和poll都须要在返回后，经过遍历文件描述符来获取已经就绪的socket。事实上，同时链接的大量客户端在一时刻可能只有不多的处于就绪状态，所以随着监视的描述符数量的增加，其效率也会线性降低。

epoll:

epoll的接口以下：

int epoll_create(int size)；int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)；
            typedef union epoll_data {                void *ptr;                int fd;
                __uint32_t u32;
                __uint64_t u64;
            } epoll_data_t;            struct epoll_event {
                __uint32_t events;      /* Epoll events */
                epoll_data_t data;      /* User data variable */
            };int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

 

主要是epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait三个函数。epoll_create函数建立epoll文件描述符，参数size并非限制了epoll所能监听的描述符最大个数，只是对内核初始分配内部数据结构的一个建议。返回是epoll描述符。-1表示建立失败。epoll_ctl 控制对指定描述符fd执行op操做，event是与fd关联的监听事件。op操做有三种：添加EPOLL_CTL_ADD，删除EPOLL_CTL_DEL，修改EPOLL_CTL_MOD。分别添加、删除和修改对fd的监听事件。epoll_wait 等待epfd上的io事件，最多返回maxevents个事件。

在 select/poll中，进程只有在调用必定的方法后，内核才对全部监视的文件描述符进行扫描，而epoll事先经过epoll_ctl()来注册一 个文件描述符，一旦基于某个文件描述符就绪时，内核会采用相似callback的回调机制，迅速激活这个文件描述符，当进程调用epoll_wait() 时便获得通知。

epoll的优势主要是一下几个方面：

1. 监视的描述符数量不受限制，它所支持的FD上限是最大能够打开文件的数目，这个数字通常远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左 右，具体数目能够cat /proc/sys/fs/file-max察看,通常来讲这个数目和系统内存关系很大。select的最大缺点就是进程打开的fd是有数量限制的。这对 于链接数量比较大的服务器来讲根本不能知足。虽然也能够选择多进程的解决方案( Apache就是这样实现的)，不过虽然linux上面建立进程的代价比较小，但仍旧是不可忽视的，加上进程间数据同步远比不上线程间同步的高效，因此也 不是一种完美的方案。

2. IO的效率不会随着监视fd的数量的增加而降低。epoll不一样于select和poll轮询的方式，而是经过每一个fd定义的回调函数来实现的。只有就绪的fd才会执行回调函数。

3.支持电平触发和边沿触发（只告诉进程哪些文件描述符刚刚变为就绪状态，它只说一遍，若是咱们没有采起行动，那么它将不会再次告知，这种方式称为边缘触发）两种方式，理论上边缘触发的性能要更高一些，可是代码实现至关复杂。

4.mmap加速内核与用户空间的信息传递。epoll是经过内核于用户空间mmap同一块内存，避免了无畏的内存拷贝。