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Linux I/O复用中select poll epoll模型的介绍及其优缺点?

来源:千锋教育
发布人:xqq
时间: 2023-10-11 19:34:02 1697024042

一、select模型介绍及其优缺点

select是一种经典的I/O复用模型,它通过对于指定的一组文件描述符进行扫描,来检测对应的I/O事件是否就绪,并返回发生I/O事件的描述符。select模型使用一个文件描述符集合来标识所有需要进行I/O监控的文件描述符,调用select函数时,会将所有文件描述符拷贝进一个新的集合中,以便内核检测这些文件描述符的I/O事件是否就绪。

1、select模型的优点

select支持的平台广泛,几乎所有的系统都支持select模型;select可以同时监控多个文件描述符,并且能够监控读、写、异常三种类型的事件;select模型是非常成熟和稳定的,常用在许多网络应用程序中。

2、select模型的缺点

select每次监控都需要将整个I/O集合拷贝到内核中,这会造成大量的内存开销;select的效率比较低,因为它是轮询方式检查I/O事件,而不是事件驱动方式,因此需要不停地扫描;select对于文件描述符数量的限制比较严格,这是由于文件描述符集合是一个整体,当被监控文件描述符的数量增加时,集合的复制和扫描操作将变得越来越复杂,效率也会降低。

二、poll模型介绍及其优缺点

poll与select非常相似,它也通过一个文件描述符集合来标记需要监控的文件描述符,调用poll函数时,内核会检查这些文件描述符的I/O事件是否就绪,并返回就绪的文件描述符,以及对应的事件类型。不同的是,poll没有文件描述符数量的限制,因此可以处理任意数量的文件描述符。

1、poll模型的优点

poll没有文件描述符数量限制,可以处理任意数量的文件描述符;poll的效率比select高,因为它只需要将需要监控的文件描述符拷贝一次,而select需要拷贝两次;poll模型针对大量文件描述符的复用,可以提高系统对于I/O密集型任务的处理效率。

2、poll模型的缺点

poll还是无法避免每次扫描所有的文件描述符,因此效率仍然比较低;对于大量的文件描述符,poll或许会占用大量的内存。

三、epoll模型介绍及其优缺点

epoll是Linux内核从2.6版本开始提供的,是select、poll的改良版,它通过epoll_create函数创建一个epoll句柄,然后通过epoll_ctl函数向句柄添加文件描述符,最后通过epoll_wait函数等待文件描述符上的事件发生。

epoll模型采用了事件驱动的方式,当某一文件描述符上的I/O事件就绪时,内核会将就绪的事件放到一个就绪链表中。而epoll_wait函数只需要遍历这个链表即可获取文件描述符上的已就绪事件列表,从而避免了无意义的遍历。另外,epoll也支持ET和LT两种触发模式,可以根据不同的需求进行选择。

1、epoll模型的优点

epoll模型采用事件驱动的方式,相比select和poll的轮询方式,可以大大降低处理I/O事件的时间消耗;epoll支持高并发的I/O复用,在处理大量的并发连接时非常有效;epoll支持ET和LT两种触发方式,具有较高的灵活性和可定制性。

2、epoll模型的缺点

epoll模型只能运行在Linux系统中,不能处理跨平台的应用程序;epoll模型的代码相对而言比较复杂,对于初学者而言,很难理解epoll在底层是如何工作的。

在实际应用中,对于不同的应用程序,需要选择不同的I/O复用模型,以适应不同的需求,下面是三种模型的适用条件:

select模型适合连接数量不太多,但是I/O任务比较简单的网络应用程序;poll模型适合连接数量较多,但是I/O任务比较简单的网络应用程序;epoll模型适合连接数量较多,比较复杂的网络应用程序,能够大大提升系统的处理效率。

总的来说,I/O复用机制提供了一种高效、可靠的方式来处理大量的I/O任务,而在选择I/O复用模型时,需要根据应用程序的实际需求进行选择,以充分发挥其优点,提高程序的处理效率。

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