linux编程之select、poll、epoll区别

select、poll、epoll都是Linux下的IO多路复用(IO Multiplexing)模型，详细可参考如下链接：
Linux下五种IO模型

与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程/线程，也不必维护这些进程/线程，从而大大减小了系统的开销。

select优点：

1. 基于select的I/O多路复用模型的是单进程执行可以为多个客户端服务，这样可以减少创建线程或进程所需要的CPU时间片或内存资源的开销；
2. 几乎所有的平台上都支持select()，其良好跨平台支持是它的另一个优点。

select缺点：

1. 单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，通常是1024，当然可以更改数量，但由于select采用轮询的方式扫 描文件描述符，文件描述符数量越多，性能越差；
2. 内核/用户空间内存拷贝问题，select需要复制大量的句柄数据结构，每次调用 select()都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，之后内核需要遍历所有传递进来的fd，这时如果客户端fd很多时会导致系统开销很大；
3. select返回的是含有整个句柄的数组，应用程序需要遍历整个数组才能发现哪些句柄发生了事件；
4. select的触发方式是水平触发，应用程序如果没有完成对一个已经就绪的文件描述符进行IO操作，那么之后每次select调用还是会将这些文件描述符通知进程。

假设我们的服务器需要支持100万的并发连接，则在__FD_SETSIZE 为1024的情况下，则我们至少需要开辟1k个进程才能实现100万的并发连接。除了进程间上下文切换的时间消耗外，从内核/用户空间大量的无脑内存拷贝、数组轮询等，是系统难以承受的。因此，基于select模型的服务器程序，要达到10万级别的并发访问，是一个很难完成的任务。

poll特点：

select()和poll()系统调用的本质一样，前者在BSD UNIX中引入的，后者在System V中引入的。poll()管理多个描述符也是进行轮询，根据描述符的状态进行处理，poll()使用链表保存文件描述符，因此没有了监视文件数量的限制（但是数量过大后性能也是会下降），但其他三个缺点(2,3,4)依然存在。

epoll特点：

epoll的设计和实现与select完全不同。epoll通过在Linux内核中申请一个简易的文件系统，把原先的select/poll调用分成了3个部分：
1）调用epoll_create()建立一个epoll对象(在epoll文件系统中为这个句柄对象分配资源)；
2）调用epoll_ctl向epoll对象中添加连接的套接字；
3）调用epoll_wait收集发生所监听的事件连接。

1. epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。
2. 获取事件的时候，它无须遍历整个被侦听的描述符集，只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了（将用户关心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除了提供select/poll那种IO事件的水平触发（Level Triggered）外，还提供了边缘触发（Edge Triggered），这就使得用户空间程序有可能缓存IO状态，减少epoll_wait/epoll_pwait的调用，提高应用程序效率。

LT（level triggered）是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-blocksocket.在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的，所以，这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表。

ET（edge-triggered）是高速工作方式，只支持non-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了（比如，你在发送，接收或者接收请求，或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK错误）。但是请注意，如果一直不对这个fd作IO操作（从而导致它再次变成未就绪），内核不会发送更多的通知（only once），不过在TCP协议中，ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认。

ET和LT的区别就在这里体现，LT事件不会丢弃，而是只要读buffer里面有数据可以让用户读，则不断的通知你。而ET则只在事件发生之时通知。可以简单理解为LT是水平触发，而ET则为边缘触发。LT模式只要有事件未处理就会触发，而ET则只在高低电平变换时（即状态从1到0或者0到1）触发。

总结：

select/poll一般只能处理少量（几千个）的并发连接。

epoll适用于大规模并发服务器，但是活跃的连接少。比如：当活动连接数比较高的时侯，此时epoll会经常触发回调函数 ，此时在性能上还是有一定的损失。

参考：
https://www.cnblogs.com/iTlijun/p/9399579.html