`
huangyongxing310
  • 浏览: 495749 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 广州
文章分类
社区版块
存档分类
最新评论

select、poll、epoll之间的区别总结

阅读更多
select、poll、epoll之间的区别总结

select,poll,epoll都是IO多路复用的机制。



select
以文件描述符作为测试对象,(文件描述符大小有限制(默认是1024))

select的调用过程:
(1)使用copy_from_user从用户空间拷贝fd_set到内核空间
(2)注册回调函数__pollwait
(3)遍历所有fd,调用其对应的poll方法(对于socket,这个poll方法是sock_poll,sock_poll根据情况会调用到tcp_poll,udp_poll或者datagram_poll)
(4)以tcp_poll为例,其核心实现就是__pollwait,也就是上面注册的回调函数。
(5)__pollwait的主要工作就是把current(当前进程)挂到设备的等待队列中,不同的设备有不同的等待队列,对于tcp_poll来说,其等待队列是sk->sk_sleep
(注意把进程挂到等待队列中并不代表进程已经睡眠了)。在设备收到一条消息(网络设备)或填写完文件数据(磁盘设备)后,会唤醒设备等待队列上睡眠的进
程,这时current便被唤醒了。
(6)poll方法返回时会返回一个描述读写操作是否就绪的mask掩码,根据这个mask掩码给fd_set赋值。
(7)如果遍历完所有的fd,还没有返回一个可读写的mask掩码,则会调用schedule_timeout是调用select的进程(也就是current)进入睡眠。当设备驱动发生自
身资源可读写后,会唤醒其等待队列上睡眠的进程。如果超过一定的超时时间(schedule_timeout指定),还是没人唤醒,则调用select的进程会重新被唤醒获得
CPU,进而重新遍历fd,判断有没有就绪的fd。
(8)把fd_set从内核空间拷贝到用户空间。

总结:
select的几大缺点:
(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
(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
(3)select支持的文件描述符数量太小了,默认是1024



poll
与select在本质上没有多大差别,但是poll没有最大文件描述符数量的限制。

poll和select同样存在一个缺点就是,包含大量文件描述符的数组被整体复制于用户态和内核的地址空间之间,
而不论这些文件描述符是否就绪,它的开销随着文件描述符数量的增加而线性增大。



epoll
是之前的select和poll的增强版本

相对于select和poll来说,epoll更加灵活,没有描述符限制

epoll使用一个文件描述符管理多个描述符,将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中,这样在用户空间
和内核空间的copy只需一次。

epoll既然是对select和poll的改进,就应该能避免上述的三个缺点:
对于第一个缺点,epoll的解决方案在epoll_ctl函数中。每次注册新的事件到epoll句柄中时(在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD),会把所有的fd拷贝进内核,
而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。

对于第二个缺点,epoll的解决方案不像select或poll一样每次都把current轮流加入fd对应的设备等待队列中,而只在epoll_ctl时把current挂一遍(这一遍必
不可少)并为每个fd指定一个回调函数,当设备就绪,唤醒等待队列上的等待者时,就会调用这个回调函数,而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表)。
epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd

对于第三个缺点,epoll没有这个限制,它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目,这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右,
具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。


总结:
(1)select,poll实现需要自己不断轮询所有fd集合,直到设备就绪,而epoll其实也需要调用epoll_wait不断轮询就绪链表,但是它是设备就绪时,调用回调函数,
把就绪fd放入就绪链表中,并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程。

虽然都要睡眠和交替,但是select和poll在“醒着”的时候要遍历整个fd集合,而epoll在“醒着”的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了,这节省了大量的CPU时间。
这就是回调机制带来的性能提升。

(2)select,poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次,并且要把current往设备等待队列中挂一次,而epoll只要一次拷贝,而且把current往等待队列
上挂也只挂一次(在epoll_wait的开始,注意这里的等待队列并不是设备等待队列,只是一个epoll内部定义的等待队列)。这也能节省不少的开销。



参考原文件:http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html
分享到:
评论

相关推荐

    select poll epoll 代码实例

    select poll epoll 代码实例

    linux内核select/poll,epoll实现与区别

    下面文章在这段时间内研究 select/poll/epoll的内核实现的一点心得体会: select,poll,epoll都是多路复用IO的函数,简单说就是在一个线程里,可以同时处理多个文件描述符的读写。 select/poll的实现很类似,epoll...

    多路并发情况下的CS模型实例 select poll epoll

    总结来说,`select`、`poll`和`epoll`是处理多路并发情况下的经典I/O复用模型,它们各有特点,适应不同的场景。在选择和实现时,开发者需要根据项目的规模、性能需求以及操作系统特性进行综合考虑。通过深入理解这三...

    linux中 epoll poll 和select的区别

    linux中 epoll poll 和select的区别

    高性能网络设计-网络编程(网络io与select、poll、epoll,react).zip

    高性能网络设计-网络编程(网络io与select、poll、epoll,reactor原理与实现、http服务器实现、websocket协议与服务器实现)与网络原理(服务器百万并发,网络协议栈,UDP可靠传输协议QUIC),协程框架NtyCo的实现....

    select、poll、epoll的区别使用示例代码

    Linux系统编程——I/O多路复用select、poll、epoll的区别使用,相关教程如下: http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/45745887

    select poll epoll

    `select`、`poll`和`epoll`是Linux系统中用于I/O多路复用的三种主要机制,它们允许单个进程同时监控多个文件描述符(FD),等待数据就绪后再进行相应的操作。下面我们将详细探讨这三个概念及其原理。 1. **select**...

    多路复用之select、poll、epoll的区别

    无论是select,poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间,如何避免不必要的内存拷贝就很重要,在这点上,epoll是通过内核于用户空间mmap同一块内存实现的。而如果你想我一样从2.5内核就关注epoll的话,一定...

    谈谈select&poll&epoll.docx

    在Linux系统中,当面临需要同时管理大量网络连接或文件描述符时,`select`、`poll`和`epoll`是三种常见的I/O多路复用技术,它们允许程序在一个单独的线程中等待多个文件描述符的事件,提高了程序的效率和并发能力。...

    select和epoll实现多路复用.zip

    相比之下,`epoll`(Event Poll)是Linux内核提供的更高级别的接口,它克服了`select`的这些局限性。`epoll`支持边缘触发(ET)和水平触发(LT)两种模式,且能有效地处理大量文件描述符。在`epoll.c`和`epollclient...

    IO复用之select poll epoll的总结(推荐)

    在Linux系统中,有三种主要的IO复用机制:select、poll和epoll。它们都是同步I/O模型,意味着调用这些函数时,进程可能会被阻塞,直到有文件描述符准备好进行I/O操作。 1. **select** `select`函数用于监控文件...

    EPOLL-linux下select-poll的增强版

    【EPOLL - Linux 下的 Select 和 Poll 增强版】 EPOLL 是 Linux 内核提供的 I/O 多路复用技术,它是 Select 和 Poll 的更高效版本,特别是在处理大量并发连接时。EPOLL 提供了一种基于事件的异步 I/O 模型,能够...

    本项目包括利用多线程、select、poll以及epoll实现的并发处理连接请求

    poll:和select几乎没有区别,区别在于文件描述符的存储方式不同,poll采用链表的方式存储,没有最大存储数量的限制; epollepoll底层通过红黑树来描述,并维护一个ready list,将事件表中已经就绪的事件添加到这里...

    Linux网络编程,包括tcp/upd,select/poll/epoll/pdf

    它主要涉及到TCP/UDP协议以及select/poll/epoll等多路复用技术。 TCP/UDP协议是网络通信的基础,其中TCP协议提供面向连接的可靠数据传输,而UDP协议则提供无连接的不可靠数据传输。在Linux网络编程中,开发者需要...

    select,poll,epoll的内部机制调研

    ### select、poll、epoll的内部机制调研:深入探索Linux多路复用技术 #### 一、引言 在Linux操作系统中,对于I/O密集型的应用程序,如何高效地管理多个并发连接,成为了提高系统性能的关键。传统的阻塞式I/O在面对...

    网络io使用实例 select,poll,epoll

    网络io的使用实例 1.阻塞 2.多线程 3.select 4.poll, 5.epoll

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics