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linux中poll和select有什麼差別

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2022-07-11 17:00:121985瀏覽

linux中poll和select的區別是:select單一進程所能打開的最大連接數由「FD_SETSIZE」宏定義,其大小是32個整數的大小,而poll因為採用鍊錶存儲,所以沒有最大連線數的限制。

linux中poll和select有什麼差別

本教學操作環境:linux7.3系統、Dell G3電腦。

linux中poll和select有什麼區別

每個程序使用的select有最大連接數限制,只能有FD_SETSIZE個,而poll沒有這樣的限制(採用鍊錶儲存);

epoll跟select都能提供多路I/O復用的解決方案。在現在的Linux核心裡有都能夠支持,其中epoll是Linux所特有,而select則應該是POSIX所規定,一般作業系統都有實作

select:

select本質上是透過設定或檢查存放fd標誌位的資料結構來進行下一步處理。這樣帶來的缺點是:

1、 單一進程可監視的fd數量被限制,也就是能監聽埠的大小有限。

      一般來說這個數目和系統記憶體關係很大,具體數目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看。 32位元機預設是1024個。 64位元機預設是2048.

2、 對socket進行掃描時是線性掃描,也就是採用輪詢的方法,效率較低:

       當套接字比較多的時候,每次select()都要透過遍歷FD_SETSIZE個Socket來完成調度,不管哪個Socket是活躍的,都遍歷一遍。這會浪費很多CPU時間。如果能為套接字註冊某個回呼函數,當他們活躍時,自動完成相關操作,那就避免了輪詢,這正是epoll與kqueue所做的。

3、需要維護一個用來存放大量fd的資料結構,這樣會使得使用者空間和核心空間在傳遞該結構時複製開銷大

##poll:

poll本質上和select沒有區別,它將使用者傳入的陣列拷貝到核心空間,然後查詢每個fd對應的裝置狀態,如果裝置就緒則在裝置等待佇列中加入一項並繼續遍歷,如果遍歷完所有fd後沒有發現就緒設備,則掛起當前進程,直到設備就緒或主動超時,被喚醒後它又要再次遍歷fd。這個過程經歷了多次無謂的遍歷。

它沒有最大連接數的限制,原因是它是基於鍊錶來存儲的,但是同樣有一個缺點:

1、大量的fd的數組被整體複製於用戶態和核心位址空間之間,而不管這樣的複製是不是有意義。                   

2、poll還有一個特點是「水平觸發」,如果報告了fd後,沒有被處理,那麼下次poll時會再次報告該fd。

epoll:

epoll有EPOLLLT和EPOLLET兩種觸發模式,LT是預設的模式,ET是「高速」模式。 LT模式下,只要這個fd還有資料可讀,每次epoll_wait都會回傳它的事件,提醒使用者程式去操作,而在ET(邊緣觸發)模式中,它只會提示一次,直到下次再有資料流入之前都不會再提示了,無論fd中是否還有資料可讀。所以在ET模式下,read一個fd的時候一定要把它的buffer讀光,也就是說一直讀到read的回傳值小於請求值,或是 遇到EAGAIN錯誤。還有一個特點是,epoll使用「事件」的就緒通知方式,透過epoll_ctl註冊fd,一旦該fd就緒,核心就會採用類似callback的回呼機制來啟動該fd,epoll_wait便可以收到通知。

epoll為什麼要有EPOLLET觸發模式?

如果採用EPOLLLT模式的話,系統中一旦有大量你不需要讀寫的就緒檔案描述符,它們每次調用epoll_wait都會返回,這樣會大大降低處理程序檢索自己關心的就緒文件描述符的效率.。而採用EPOLLET這種邊緣觸發模式的話,當被監控的檔案描述子上有可讀寫事件發生時,epoll_wait()會通知處理程序去讀寫。如果這次沒有把資料全部讀寫完(如讀寫緩衝區太小),那麼下次調用epoll_wait()時,它不會通知你,也就是它只會通知你一次,直到該文件描述符上出現第二次可讀寫事件才會通知你! ! !這種模式比水平觸發效率高,系統不會充斥大量你不關心的就緒檔案描述符

epoll的優點:

1、沒有最大並發連接的限制,能開啟的FD的上限遠大於1024(1G的記憶體上能監聽約10萬個埠);

2、效率提升,不是輪詢的方式,不會隨著FD數目的增加效率下降。只有活躍可用的FD才會呼叫callback函數;

即Epoll最大的優點就在於它只管你「活躍」的連接,而跟連接總數無關,因此在實際的網路環境中,Epoll的效率就會遠高於select和poll。

3、記憶體拷貝,利用mmap()檔案映射記憶體加速與核心空間的訊息傳遞;即epoll使用mmap減少複製開銷。

select、poll、epoll 差異總結:

1、支援一個行程所能開啟的最大連結數

select

單一進程所能開啟的最大連線數有FD_SETSIZE巨集定義,其大小是32個整數的大小(在32位元的機器上,大小就是3232,同理64位元機器上FD_SETSIZE為3264),當然我們可以對進行修改,然後重新編譯內核,但是性能可能會受到影響,這需要進一步的測試。

poll

poll本質上和select沒有區別,但是它沒有最大連接數的限制,原因是它是基於鍊錶來儲存的

epoll

雖然連接數有上限,但是很大,1G內存的機器上可以打開10萬左右的連接,2G內存的機器可以打開20萬左右的連接

2、FD劇增後帶來的IO效率問題

select

因為每次呼叫時都會對連線進行線性遍歷,所以隨著FD的增加會造成遍歷速度慢的「線性下降性能問題」。

poll

同上

epoll

因為epoll核心中實作是根據每個fd上的callback函數來實現的,只有活躍的socket才會主動呼叫callback,所以在活躍socket較少的情況下,使用epoll沒有前面兩者的線性下降的效能問題,但是所有socket都很活躍的情況下,可能會有效能問題。

3、 訊息傳遞方式

select

#核心需要將訊息傳遞到使用者空間,都需要核心拷貝動作

poll

同上

epoll

epoll透過核心和使用者空間共享一塊記憶體來實現的。

總結:

綜上,在選擇select,poll,epoll時要根據具體的使用場合以及這三種方式的自身特點。

1、表面上看epoll的性能最好,但是在連接數少且連接都十分活躍的情況下,select和poll的性能可能比epoll好,畢竟epoll的通知機制需要很多函數回調。

2、select低效率是因為每次它都需要輪詢。但低效也是相對的,視情況而定,也可透過良好的設計改善

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