1.select、poll、epoll
https://segmentfault.com/a/1190000003063859
這個(gè)講的很好，就是圖都掛了
- 阻塞 I/O（blocking IO）
- 非阻塞 I/O（nonblocking IO） 返回error
- I/O 多路復(fù)用（ IO multiplexing）select、poll、epoll
- 信號驅(qū)動(dòng) I/O（ signal driven IO）
- 異步 I/O（asynchronous IO）
如果處理的連接數(shù)不是很高的話，使用select/epoll的web server不一定比使用multi-threading + blocking IO的web server性能更好，可能延遲還更大。select/epoll的優(yōu)勢并不是對于單個(gè)連接能處理得更快，而是在于能處理更多的連接。）
當(dāng)用戶進(jìn)程調(diào)用了select，那么整個(gè)進(jìn)程會(huì)被block，而同時(shí)，kernel會(huì)“監(jiān)視”所有select負(fù)責(zé)的socket，當(dāng)任何一個(gè)socket中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了，select就會(huì)返回。這個(gè)時(shí)候用戶進(jìn)程再調(diào)用read操作，將數(shù)據(jù)從kernel拷貝到用戶進(jìn)程
異步I/O則無需自己負(fù)責(zé)進(jìn)行讀寫，異步I/O的實(shí)現(xiàn)會(huì)負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)從內(nèi)核拷貝到用戶空間
select
int select (int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
當(dāng)select函數(shù)返回后，可以 通過遍歷fd_set，來找到就緒的描述符。
select目前幾乎在所有的平臺上支持，其良好跨平臺支持也是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。select的一 個(gè)缺點(diǎn)在于單個(gè)進(jìn)程能夠監(jiān)視的文件描述符的數(shù)量存在最大限制，在Linux上一般為1024，可以通過修改宏定義甚至重新編譯內(nèi)核的方式提升這一限制，但 是這樣也會(huì)造成效率的降低。
select()中的第一個(gè)參數(shù)，給出最大監(jiān)聽的fd+1的值
poll
int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);
不同與select使用三個(gè)位圖來表示三個(gè)fdset的方式，poll使用一個(gè) pollfd的指針實(shí)現(xiàn)。
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events to watch */
short revents; /* returned events witnessed */
};
和select函數(shù)一樣，poll返回后，需要輪詢pollfd來獲取就緒的描述符
select和poll都需要在返回后，通過遍歷文件描述符來獲取已經(jīng)就緒的socket。事實(shí)上，同時(shí)連接的大量客戶端在一時(shí)刻可能只有很少的處于就緒狀態(tài)，因此隨著監(jiān)視的描述符數(shù)量的增長，其效率也會(huì)線性下降
epoll
epoll操作過程需要三個(gè)接口，分別如下：
int epoll_create(int size)；//創(chuàng)建一個(gè)epoll的句柄，size用來告訴內(nèi)核這個(gè)監(jiān)聽的數(shù)目一共有多大
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)；
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
struct epoll_event {
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
//events可以是以下幾個(gè)宏的集合：
EPOLLIN ：表示對應(yīng)的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關(guān)閉）；
EPOLLOUT：表示對應(yīng)的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應(yīng)的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀（這里應(yīng)該表示有帶外數(shù)據(jù)到來）；
EPOLLERR：表示對應(yīng)的文件描述符發(fā)生錯(cuò)誤；
EPOLLHUP：表示對應(yīng)的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設(shè)為邊緣觸發(fā)(Edge Triggered)模式，這是相對于水平觸發(fā)(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監(jiān)聽一次事件，當(dāng)監(jiān)聽完這次事件之后，如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽這個(gè)socket的話，需要再次把這個(gè)socket加入到EPOLL隊(duì)列里
當(dāng)創(chuàng)建好epoll句柄后，它就會(huì)占用一個(gè)fd值，在linux下如果查看/proc/進(jìn)程id/fd/，是能夠看到這個(gè)fd的，所以在使用完epoll后，必須調(diào)用close()關(guān)閉，否則可能導(dǎo)致fd被耗盡。
select，poll，epoll本質(zhì)上都是同步I/O，因?yàn)樗麄兌夹枰谧x寫事件就緒后自己負(fù)責(zé)進(jìn)行讀寫，也就是說這個(gè)讀寫過程是阻塞的
I/O多路復(fù)用技術(shù)的最大優(yōu)勢是系統(tǒng)開銷小，系統(tǒng)不必創(chuàng)建進(jìn)程/線程，也不必維護(hù)這些進(jìn)程/線程，從而大大減小了系統(tǒng)的開銷。
區(qū)別：
select
- 被監(jiān)控的fds需要從用戶空間拷貝到內(nèi)核空間
- 被監(jiān)控的fds集合中，只要有一個(gè)有數(shù)據(jù)可讀，整個(gè)socket集合就會(huì)被遍歷一次調(diào)用sk的poll函數(shù)收集可讀事件
- select支持的文件描述符數(shù)量太小了，默認(rèn)是1024
epoll
- epoll事先通過epoll_ctl()來注冊一 個(gè)文件描述符，一旦基于某個(gè)文件描述符就緒時(shí)，內(nèi)核會(huì)采用類似callback的回調(diào)機(jī)制，迅速激活這個(gè)文件描述符，當(dāng)進(jìn)程調(diào)用epoll_wait() 時(shí)便得到通知
- IO的效率不會(huì)隨著監(jiān)視fd的數(shù)量的增長而下降。epoll不同于select和poll輪詢的方式，而是通過每個(gè)fd定義的回調(diào)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。只有就緒的fd才會(huì)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。
