select，poll，epoll都是IO多路復用的機制。I/O多路復用就通過一種機制，可以監(jiān)視多個描述符，一旦某個描述符就緒（一般是讀就緒或者寫就緒），能夠通知程序進行相應的讀寫操作。

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IO多路復用適用如下場合：

（1）當客戶處理多個描述字時（一般是交互式輸入和網(wǎng)絡套接口），必須使用I/O復用。

（2）當一個客戶同時處理多個套接口時，而這種情況是可能的，但很少出現(xiàn)。

（3）如果一個TCP服務器既要處理監(jiān)聽套接口，又要處理已連接套接口，一般也要用到I/O復用。

（4）如果一個服務器即要處理TCP，又要處理UDP，一般要使用I/O復用。

（5）如果一個服務器要處理多個服務或多個協(xié)議，一般要使用I/O復用。

與多進程和多線程技術相比，I/O多路復用技術的最大優(yōu)勢是系統(tǒng)開銷小，系統(tǒng)不必創(chuàng)建進程/線程，也不必維護這些進程/線程，從而大大減小了系統(tǒng)的開銷。

select：

select本質(zhì)上是通過設置或者檢查存放fd標志位的數(shù)據(jù)結構來進行下一步處理。這樣所帶來的缺點是：

1 單個進程可監(jiān)視的fd數(shù)量被限制

2 需要維護一個用來存放大量fd的數(shù)據(jù)結構，這樣會使得用戶空間和內(nèi)核空間在傳遞該結構時復制開銷大

3 對socket進行掃描時是線性掃描

poll

poll本質(zhì)上和select沒有區(qū)別，它將用戶傳入的數(shù)組拷貝到內(nèi)核空間，然后查詢每個fd對應的設備狀態(tài)，如果設備就緒則在設備等待隊列中加入一項并繼續(xù)遍歷，如果遍歷完所有fd后沒有發(fā)現(xiàn)就緒設備，則掛起當前進程，直到設備就緒或者主動超時，被喚醒后它又要再次遍歷fd。這個過程經(jīng)歷了多次無謂的遍歷。

它沒有最大連接數(shù)的限制，原因是它是基于鏈表來存儲的，但是同樣有一個缺點：大量的fd的數(shù)組被整體復制于用戶態(tài)和內(nèi)核地址空間之間，而不管這樣的復制是不是有意義。

poll還有一個特點是“水平觸發(fā)”，如果報告了fd后，沒有被處理，那么下次poll時會再次報告該fd。

epoll

epoll既然是對select和poll的改進，避免了上述的三個缺點。

epoll支持水平觸發(fā)和邊緣觸發(fā)，最大的特點在于邊緣觸發(fā)，它只告訴進程哪些fd剛剛變?yōu)榫托钁B(tài)，并且只會通知一次。

在前面說到的復制問題上，epoll使用mmap減少復制開銷。

還有一個特點是，epoll使用“事件”的就緒通知方式，通過epoll_ctl注冊fd，一旦該fd就緒，內(nèi)核就會采用類似callback的回調(diào)機制來激活該fd，epoll_wait便可以收到通知

區(qū)別：

	Select	poll	epoll
支持最大連接數(shù)	1024（x86） or 2048（x64）	無上限	無上限
IO效率	每次調(diào)用進行線性遍歷，時間復雜度為O（N）	每次調(diào)用進行線性遍歷，時間復雜度為O（N）	使用“事件”通知方式，每當fd就緒，系統(tǒng)注冊的回調(diào)函數(shù)就會被調(diào)用，將就緒fd放到rdllist里面，這樣epoll_wait返回的時候我們就拿到了就緒的fd。時間發(fā)復雜度O（1）
fd拷貝	每次select都拷貝	每次poll都拷貝	調(diào)用epoll_ctl時拷貝進內(nèi)核并由內(nèi)核保存，之后每次epoll_wait不拷貝

總結：

（1）select，poll實現(xiàn)需要自己不斷輪詢所有fd集合，直到設備就緒，期間可能要睡眠和喚醒多次交替。而epoll其實也需要調(diào)用epoll_wait不斷輪詢就緒鏈表，期間也可能多次睡眠和喚醒交替，但是它是設備就緒時，調(diào)用回調(diào)函數(shù)，把就緒fd放入就緒鏈表中，并喚醒在epoll_wait中進入睡眠的進程。雖然都要睡眠和交替，但是select和poll在“醒著”的時候要遍歷整個fd集合，而epoll在“醒著”的時候只要判斷一下就緒鏈表是否為空就行了，這節(jié)省了大量的CPU時間。這就是回調(diào)機制帶來的性能提升。

（2）select，poll每次調(diào)用都要把fd集合從用戶態(tài)往內(nèi)核態(tài)拷貝一次，并且要把current往設備等待隊列中掛一次，而epoll只要一次拷貝，而且把current往等待隊列上掛也只掛一次（在epoll_wait的開始，注意這里的等待隊列并不是設備等待隊列，只是一個epoll內(nèi)部定義的等待隊列）。這也能節(jié)省不少的開銷。

網(wǎng)站標題：IO多路復用--select、poll、epoll的區(qū)別
URL網(wǎng)址：http://jinyejixie.com/article6/ijceog.html

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