# select、poll、epoll简介

## **select：**

select本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是：

1、 单个进程可监视的fd数量被限制，即能监听端口的大小有限。

一般来说这个数目和系统内存关系很大，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。32位机默认是1024个。64位机默认是2048.

2、 对socket进行扫描时是线性扫描，即采用轮询的方法，效率较低：

当套接字比较多的时候，每次select\\(\\)都要通过遍历FD\\\_SETSIZE个Socket来完成调度,不管哪个Socket是活跃的,都遍历一遍。这会浪费很多CPU时间。如果能给套接字注册某个回调函数，当他们活跃时，自动完成相关操作，那就避免了轮询，这正是epoll与kqueue做的。

3、需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大

## **poll：**

poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历，如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备，则挂起当前进程，直到设备就绪或者主动超时，被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。

它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的，但是同样有一个缺点：

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。

## **epoll:**

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刚刚变为就需态，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的优点：

**1、没有最大并发连接的限制，**能打开的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**，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。

## **select、poll、epoll 区别总结：**

1、支持一个进程所能打开的最大连接数

| select | 单个进程所能打开的最大连接数有FD\_SETSIZE宏定义，其大小是32个整数的大小（在32位的机器上，大小就是32\*32，同理64位机器上FD\_SETSIZE为32\*64），当然我们可以对进行修改，然后重新编译内核，但是性能可能会受到影响，这需要进一步的测试。 |
| :----: | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
|  poll  | poll本质上和select没有区别，但是它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的                                                                                         |
|  epoll | 虽然连接数有上限，但是很大，1G内存的机器上可以打开10万左右的连接，2G内存的机器可以打开20万左右的连接                                                                                 |

2、FD剧增后带来的IO效率问题

| select | 因为每次调用时都会对连接进行线性遍历，所以随着FD的增加会造成遍历速度慢的“线性下降性能问题”。                                                                                     |
| :----: | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
|  poll  | 同上                                                                                                                                   |
|  epoll | 因为epoll内核中实现是根据每个fd上的callback函数来实现的，只有活跃的socket才会主动调用callback，所以在活跃socket较少的情况下，使用epoll没有前面两者的线性下降的性能问题，但是所有socket都很活跃的情况下，可能会有性能问题。 |

3、 消息传递方式

| select | 内核需要将消息传递到用户空间，都需要内核拷贝动作  |
| :----: | ------------------------- |
|  poll  | 同上                        |
|  epoll | epoll通过内核和用户空间共享一块内存来实现的。 |

## **总结：**

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

1、表面上看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函数回调。

2、select低效是因为每次它都需要轮询。但低效也是相对的，视情况而定，也可通过良好的设计改善


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