select、poll、epoll之间的区别总结

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select，poll，epoll简介：

select，poll，epoll的比较：

1、支持一个进程所能打开的最大连接数

           epoll管理链接数上限：/proc/sys/fs/epoll/max_user_watchs

           根据epoll的实现，在64位环境下，epoll在内核中需要为每个fd消耗160Bytes。这部分内存可以通过slabtop查看。

其次，根据linux内核2.6.32.43中对tcp协议栈的实现，分析内核中socket相关数据结构的内存开销。内核为每个应用层中打开的socket维护structsocket_alloc数据结构，它包含struct socket和struct inode结构，分别对应socket在tcp中的表示和vfs中的inode数据结构。

            在网络层中，还需要struct sock数据结构来表示socket。

 2、FD剧增后带来的IO效率问题

3、消息传递方式

综上比较：

       在选择select，poll，epoll时，要根据具体的使用场合以及select，poll，epoll这三种方式的自身特点。

       从表象看epoll的性能最好，但是在连接数少，并且连接都十分活跃的情况下，select和poll的性能可能比epoll好，毕竟epoll的通知机制需要很多回调函数来完成。

       epoll在事件管理上，使用的是红黑树，可以快速的增删事件和快速查找事件。

以上参考博客：

       http://xingyunbaijunwei.blog.163.com/blog/static/76538067201241685556302/

select的接口，及解释：

      select()

select()用来监控多个文件描述符，当fd变得可读/可写时，select()将标记可读/可写fd。select()现在被认为是低效的fd监控接口，在实际项目中通常用epoll()来代替select()。

#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>

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

void FD_CLR(int fd, fd_set* set);
int  FD_ISSET(int fd, fd_set* set);
void FD_SET(int fd, fd_set* set);
void FD_ZERO(fd_set* set);

select()的参数解析：

1、一个参数maxfd是加入select()的最大文件描述符值+1，最大值为1024。可以修改FD_SETSIZE的值以使select()支持更多文件描述符监控，但必须重新编译内核，否则结果未知。

2、中间3个参数是3个fd集合，分别是你想监听的可读fd、可写fd、异常fd。

3、最后一个参数timeout是指定select()的超时时间。

      timeout的取值可以是：

             NULL - 永久等待，直到有读/写/异常事件发生。
             0 - 立即返回，此时select()为非阻塞状态。
             其他值 - 指定select()等待时间。注意，timeout指定最长等待时间，但一旦有1个或多个fd可读/写/异常时select()就会返回。

select()的返回值：
       0 - 超时，且没有任何读/写fd。
       > 0 - 有读/写fd，用FD_ISSET()进一步判断。
       -1 - select()出错。常见的错误包括： 
             EINTR - 捕获到信号。通常可忽略。
             EBADF - 有无效的文件描述符。

Socket可读/写的常见情况分析：

select()返回sockfd可读：

1、Receive缓冲区的数据大于或等于low-water mark的值。low-water mark的值可通过SO_RCVLOWAT选项控制，默认是1。 (即读缓冲区中有数据)
       2、TCP连接接收到FIN，即Read half of the connections is closed。此时对sockfd的读操作将返回0，即EOF。

3、如果sockfd是一个监听套接字，则表明有新连接，可调用accept()函数建立新连接。 
       4、Socket出错，此时对sockfd的读操作将返回-1。

select()返回sockfd可写：
       1、Send缓冲区的数据大于或等于low-water mark的值。low-water mark的值可通过SO_SNDLOWAT选项控制，默认是2048。 (即缓冲区有数据)
       2、Write half of the connection is closed，对sockfd的写操作将产生SIGPIPE信号。 
       3、对非阻塞的sockfd调用connect()，connect()完成或失败。 
       4、Socket出错，此时对sockfd的写操作将返回-1。

分析。若读缓冲有数据，则socket可读；若写缓冲有空间，则socket可写。如果socket出错，则它本身处于可读写状态，且调用read()/write()返回-1。若是Listen Socket，则有新连接来时它可读；若是Non-block Connect Socket，则连接成功时它可写。这些情况都不难理解，只有以上列出情况3，需要进一步说明。

参考：http://www.berlinix.com/dev/network.php

epoll的接口非常简单，一共就三个函数：
1.创建epoll句柄
int epfd = epoll_create(int size);

创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。

2.将被监听的描述符添加到epoll句柄或从epool句柄中删除或者对监听事件进行修改。

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。

当产生了一个EPOLLIN事件后：
读数据的时候需要考虑的是当recv()返回的大小如果等于要求的大小，即sizeof(buf)，那么很有可能是缓冲区还有数据未读完，也意味着该次事件还没有处理完，所以还需要再次读取（如果在ET水平模式下，可以等到下次事件触发时，再读数据）：
while(rs)                   //ET模型
{
       buflen = recv(activeevents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);
       if(buflen < 0)
       {
             // 由于是非阻塞的模式,所以当errno为EAGAIN或EINT时,表示当前缓冲区已无数据可读(被其它线程可能读了)
             // 在这里就当作是该次事件已处理处。因为是ET模式，如果有数据，内核还会继续触发读事件。

             //即当buflen<0且errno=EAGAIN||errno=EINT时，表示没有数据了。(读/写都是这样)
             if(errno == EAGAIN || errno == EINT)

                      break;
             else
                      return;          //真的失败了。
       }
       else if(buflen == 0)
       {
                    // 这里表示对端的socket已正常关闭，收到了FIN包。soket在read到0个数据时，表示收到对端请求的FIN包。
       }
       if(buflen == sizeof(buf)
                    rs = 1;               // 需要再次读取(有可能是因为数据缓冲区buf太小，所以数据没有读完，可以等到下次再读，没有buf了)
       else
                    rs = 0;                //不需要再次读取(当buflen<sizeof(buf)时，非阻塞文件描述符的特性)，
}

当产生了一个EPOLLOUT事件后：

还有，假如发送端流量大于接收端的流量(意思是epoll所在的程序读比转发的socket要快)，由于是非阻塞的socket，那么send()函数虽然返回，但实际缓冲区的数据并未真正发给接收端，这样不断的读和发，当缓冲区满后会产生EAGAIN错误(参考man send)，同时，不理会这次请求发送的数据。所以，需要封装socket_send()的函数用来处理这种情况，该函数会尽量将数据写完再返回，返回-1表示出错。在socket_send()内部，当写缓冲已满(send()返回-1,且errno为EAGAIN)，那么会等待后再重试。这种方式并不很完美，在理论上可能会长时间的阻塞在socket_send()内部，但暂没有更好的办法。这种方法类似于readn和writen的封装(在《UNIX环境高级编程》中也有介绍)
ssize_t socket_send(int sockfd, const char* buffer, size_t buflen)
{
          ssize_t tmp;
          size_t total = buflen;
          const char *p = buffer;
          while(1)
          {
                   tmp = send(sockfd, p, total, 0);
                   if(tmp < 0)
                   {
                              // 当send收到信号时,可以继续写,但这里返回-1.
                              if(errno == EINTR)
                                     return -1;
                              // 当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满,
                              // 在这里做延时后再重试.
                              if(errno == EAGAIN)
                              {
                                     usleep(1000);
                                     continue;
                              }
                              return -1;
                   }
                   if((size_t)tmp == total)
                         return buflen;
                   total -= tmp;
                   p += tmp;
          }
          return tmp;

select、poll、epoll之间的区别总结

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原文地址：https://www.cnblogs.com/jokezl/p/10140802.html