select，poll，epoll都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就是通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。
但select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。
I/O复用模型会用到select、poll、epoll函数：对一个IO端口，两次调用，两次返回，比阻塞IO并没有什么优越性。但关键是能实现同时对多个IO端口进行监听。
这几个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的是，这几个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。
1、select
1.1 select进行IO复用原理
当一个客户端连接上服务器时，服务器就将其连接的fd加入fd_set集合，等到这个连接准备好读或写的时候，就通知程序进行IO操作，与客户端进行数据通信。！！！
大部分 Unix/Linux 都支持 select 函数，该函数用于探测多个文件描述符的状态变化。
1.2 select函数原型
int select(
int maxfdp, //Winsock中此参数无意义
fd_set* readfds, //进行可读检测的Socket
fd_set* writefds, //进行可写检测的Socket
fd_set* exceptfds, //进行异常检测的Socket
const struct timeval* timeout //非阻塞模式中设置最大等待时间
)
1.3 使用select的步骤
1）创建所关注的事件的描述符集合（fd_set)，对于一个描述符，可以关注其上面的读(read)、写(write)、异常(exception)事件，所以通常，要创建三个fd_set，一个用来收集关注读事件的描述符，一个用来收集关注写事件的描述符，另外一个用来收集关注异常事件的描述符集合。
2）调用select()等待事件发生。这里需要注意的一点是，select的阻塞与是否设置非阻塞I/O是没有关系的。
3）轮询所有fd_set中的每一个fd，检查是否有相应的事件发生，如果有，就进行处理。
1.4 select的优缺点
相比其他模型，使用 select() 的事件驱动模型只用单线程（进程）执行，占用资源少，不消耗太多 CPU，同时能够为多客户端提供服务。如果试图建立一个简单的事件驱动的服务器程序，这个模型有一定的参考价值。
select的缺点：
（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！！！（复制大量句柄数据结构，产生巨大的开销 ）。
（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！！！（消耗大量时间去轮询各个句柄，才能发现哪些句柄发生了事件）。
（3）单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，32位机默认是1024。
（4）select的触发方式是水平触发，应用程序如果没有完成对一个已经就绪的文件描述符进行IO操作，那么之后每次select调用还是会将这些文件描述符通知进程。
（5）该模型将事件探测和事件响应夹杂在一起，一旦事件响应的执行体庞大，则对整个模型是灾难性的。
2、poll
poll库是在linux2.1.23中引入的，windows平台不支持poll。poll本质上和select没有太大区别，都是先创建一个关注事件的描述符的集合，然后再去等待这些事件发生，然后再轮询描述符集合，检查有没有事件发生，如果有，就进行处理。
因此，poll有着与select相似的处理流程：
1）创建描述符集合，设置关注的事件
2）调用poll()，等待事件发生。下面是poll的原型：
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
类似select，poll也可以设置等待时间，效果与select一样。
3）轮询描述符集合，检查事件，处理事件。
poll与select的主要区别在于：select需要为读、写、异常事件分别创建一个描述符集合，最后轮询的时候，需要分别轮询这三个集合。而poll只需要一个集合，在每个描述符对应的结构上分别设置读、写、异常事件，最后轮询的时候，可以同时检查三种事件。
它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的。
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。
3、epoll
3.1 epoll概述
poll和select，它们的最大的问题就在于效率。它们的处理方式都是创建一个事件列表，然后把这个列表发给内核，返回的时候，再去轮询检查这个列表，这样在描述符比较多的应用中，效率就显得比较低下了。
epoll是一种比较好的做法，它把描述符列表交给内核，一旦有事件发生，内核把发生事件的描述符列表通知给进程，这样就避免了轮询整个描述符列表。
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刚刚变为就绪态，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与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。
3.2 epoll的使用步骤
1）创建一个epoll描述符，调用epoll_create()来完成。epoll_create()有一个整型的参数size，用来告诉内核，要创建一个有size个描述符的事件列表（集合）。
int epoll_create(int size)
2）给描述符设置所关注的事件，并把它添加到内核的事件列表中。这里需要调用epoll_ctl()来完成。
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
3）等待内核通知事件发生，得到发生事件的描述符的结构列表。该过程由epoll_wait()完成。得到事件列表后，就可以进行事件处理了。
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)
3.3 epoll的LT和ET的区别
水平触发和边缘触发的区别：只要句柄满足某种状态，水平触发就会发出通知；而只有当句柄状态改变时，边缘触发才会发出通知。
LT：水平触发，效率会低于ET触发，尤其在大并发，大流量的情况下。但是LT对代码编写要求比较低，不容易出现问题。LT模式服务编写上的表现是：只要有数据没有被获取，内核就不断通知你，因此不用担心事件丢失的情况。
ET：边缘触发，效率非常高，在并发，大流量的情况下，会比LT少很多epoll的系统调用，因此效率高。但是对编程要求高，需要细致的处理每个请求，否则容易发生丢失事件的情况。
3.4 epoll的优点
1）没有最大并发连接的限制，能打开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。epoll通过内核和用户空间共享一块内存来实现消息传递的。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。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次（select，poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次）。
转自 http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7453390 http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/38638183#t5
5、例题：
1、关于epoll和select的区别，哪些说法是正确的？ 正确答案：A B C
A、epoll和select都是I/O多路复用的技术，都可以实现同时监听多个I/O事件的状态 B、epoll相比select效率更高，主要是基于其操作系统支持的I/O事件通知机制，而select是基于轮询机制 C、epoll支持水平触发和边沿触发两种模式 D、select能并行支持I/O比较小，且无法修改
网友评论