select、poll與epoll的優(yōu)缺點

1、select

select本質(zhì)上是通過設(shè)置或者檢查存放fd標(biāo)志位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行下一步處理。

缺點：

1） 單個進(jìn)程可監(jiān)視的fd數(shù)量被限制。

2） 需要維護(hù)一個用來存放大量fd的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣會使得用戶空間和內(nèi)核空間在傳遞該結(jié)構(gòu)時復(fù)制開銷大。

3） 對fd進(jìn)行掃描時是線性掃描。fd劇增后，IO效率較低，因為每次調(diào)用都對fd進(jìn)行線性掃描遍歷，所以隨著fd的增加會造成遍歷速度慢的性能問題

4）select() 函數(shù)的超時參數(shù)在返回時也是未定義的，考慮到可移植性，每次在超時之后在下一次進(jìn)入到select之前都需要重新設(shè)置超時參數(shù)。

優(yōu)點：

1）select()的可移植性更好，在某些Unix系統(tǒng)上不支持poll()

2）select() 對于超時值提供了更好的精度：微秒，而poll是毫秒。

2、poll

poll本質(zhì)上和select沒有區(qū)別，它將用戶傳入的數(shù)組拷貝到內(nèi)核空間，然后查詢每個fd對應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)，如果設(shè)備就緒則在設(shè)備等待隊列中加入一項并繼續(xù)遍歷，如果遍歷完所有fd后沒有發(fā)現(xiàn)就緒設(shè)備，則掛起當(dāng)前進(jìn)程，直到設(shè)備就緒或者主動超時，被喚醒后它又要再次遍歷fd。這個過程經(jīng)歷了多次無謂的遍歷。poll還有一個特點是“水平觸發(fā)”，如果報告了fd后，沒有被處理，那么下次poll時會再次報告該fd。

缺點：

1）大量的fd的數(shù)組被整體復(fù)制于用戶態(tài)和內(nèi)核地址空間之間，而不管這樣的復(fù)制是不是有意義。

2）與select一樣，poll返回后，需要輪詢pollfd來獲取就緒的描述符

優(yōu)點：

1）poll() 不要求開發(fā)者計算最大文件描述符加一的大小。

2）poll() 在應(yīng)付大數(shù)目的文件描述符的時候速度更快，相比于select。

3）它沒有最大連接數(shù)的限制，原因是它是基于鏈表來存儲的。

3、epoll

epoll支持水平觸發(fā)和邊緣觸發(fā)，最大的特點在于邊緣觸發(fā)，它只告訴進(jìn)程哪些fd剛剛變?yōu)榫托钁B(tài)，并且只會通知一次。還有一個特點是，epoll使用“事件”的就緒通知方式，通過epoll_ctl注冊fd，一旦該fd就緒，內(nèi)核就會采用類似callback的回調(diào)機制來激活該fd，epoll_wait便可以收到通知。

優(yōu)點：

1）支持一個進(jìn)程打開大數(shù)目的socket描述符(FD)

select最不能忍受的是一個進(jìn)程所打開的FD是有一定限制的，由FD_SETSIZE設(shè)置，默認(rèn)值是1024/2048。對于那些需要支持的上萬連接數(shù)目的IM服務(wù)器來說顯然太少了。這時候你一是可以選擇修改這個宏然后重新編譯內(nèi)核。不過 epoll則沒有這個限制，它所支持的FD上限是最大可以打開文件的數(shù)目，這個數(shù)字一般遠(yuǎn)大于2048,舉個例子,在1GB內(nèi)存的機器上大約是10萬左右，具體數(shù)目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般來說這個數(shù)目和系統(tǒng)內(nèi)存關(guān)系很大。

2）IO效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降

傳統(tǒng)的select/poll另一個致命弱點就是當(dāng)你擁有一個很大的socket集合，不過由于網(wǎng)絡(luò)延時，任一時間只有部分的socket是"活躍"的，但是select/poll每次調(diào)用都會線性掃描全部的集合，導(dǎo)致效率呈現(xiàn)線性下降。但是epoll不存在這個問題，它只會對"活躍"的socket進(jìn)行操作---這是因為在內(nèi)核實現(xiàn)中epoll是根據(jù)每個fd上面的callback函數(shù)實現(xiàn)的。那么，只有"活躍"的socket才會主動的去調(diào)用 callback函數(shù)，其他idle狀態(tài)socket則不會，在這點上，epoll實現(xiàn)了一個"偽"AIO，因為這時候推動力在Linux內(nèi)核。

3）使用mmap加速內(nèi)核與用戶空間的消息傳遞。

這點實際上涉及到epoll的具體實現(xiàn)了。無論是select,poll還是epoll都需要內(nèi)核把FD消息通知給用戶空間，如何避免不必要的內(nèi)存拷貝就很重要，在這點上，epoll是通過內(nèi)核與用戶空間mmap同一塊內(nèi)存實現(xiàn)的。

4、三者的比較