epoll和select的区别

　　一、问题引出 联系区别

　　问题的引出，当需要读两个以上的I/O的时候，如果使用阻塞式的I/O，那么可能长时间的阻塞在一个描述符上面，另外的描述符虽然有数据但是不能读出来，这样实时性不能满足要求，大概的解决方案有以下几种：

　　1.使用多进程或者多线程，但是这种方法会造成程序的复杂，而且对与进程与线程的创建维护也需要很多的开销。（Apache服务器是用的子进程的方式，优点可以隔离用户）

　　2.用一个进程，但是使用非阻塞的I/O读取数据，当一个I/O不可读的时候立刻返回，检查下一个是否可读，这种形式的循环为轮询（polling），这种方法比较浪费CPU时间，因为大多数时间是不可读，但是仍花费时间不断反复执行read系统调用。

　　3.异步I/O（asynchronous I/O），当一个描述符准备好的时候用一个信号告诉进程，但是由于信号个数有限，多个描述符时不适用。

　　4.一种较好的方式为I/O多路转接（I/O mulTIplexing）（貌似也翻译多路复用），先构造一张有关描述符的列表（epoll中为队列），然后调用一个函数，直到这些描述符中的一个准备好时才返回，返回时告诉进程哪些I/O就绪。select和epoll这两个机制都是多路I/O机制的解决方案，select为POSIX标准中的，而epoll为Linux所特有的。

　　区别（epoll相对select优点）主要有三：

　　1.select的句柄数目受限，在linux/posix_types.h头文件有这样的声明：#define __FD_SETSIZE 1024 表示select最多同时监听1024个fd。而epoll没有，它的限制是最大的打开文件句柄数目。

　　2.epoll的最大好处是不会随着FD的数目增长而降低效率，在selec中采用轮询处理，其中的数据结构类似一个数组的数据结构，而epoll是维护一个队列，直接看队列是不是空就可以了。epoll只会对“活跃”的socket进行 *** 作---这是因为在内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的。那么，只有“活跃”的socket才会主动的去调用 callback函数（把这个句柄加入队列），其他idle状态句柄则不会，在这点上，epoll实现了一个“伪”AIO。但是如果绝大部分的I/O都是“活跃的”，每个I/O端口使用率很高的话，epoll效率不一定比select高（可能是要维护队列复杂）。

　　3.使用mmap加速内核与用户空间的消息传递。无论是select，poll还是epoll都需要内核把FD消息通知给用户空间，如何避免不必要的内存拷贝就很重要，在这点上，epoll是通过内核于用户空间mmap同一块内存实现的。

　　

　　二、接口 　　1）select

　　1. int select（int maxfdp1， fd_set *restrict readfds， fd_set *restrict writefds， fd_set *restrict exceptfds， struct TImeval *restrict tvptr）;

　　struct TImeval{

　　long tv_sec;

　　long tv_usec;

　　}

　　有三种情况：tvptr == NULL 永远等待；tvptr-》tv_sec == 0 && tvptr-》tv_usec == 0 完全不等待；不等于0的时候为等待的时间。select的三个指针都可以为空，这时候select提供了一种比sleep更精确的定时器。注意select的第一个参数maxfdp1并不是描述符的个数，而是最大的描述符加1，一是起限制作用，防止出错，二来可以给内核轮询的时候提供一个上届，提高效率。select返回－1表示出错，0表示超时，返回正值是所有的已经准备好的描述符个数（同一个描述符如果读和写都准备好，对结果影响是+2）。

　　2.int FD_ISSET（int fd， fd_set *fdset）; fd在描述符集合中非0，否则返回0

　　3.int FD_CLR（int fd， fd_set *fd_set）; int FD_SET（int fd， fd_set *fdset） ;int FD_ZERO（fd_set *fdset）;

　　用一段linux 中man里的话“FD_ZERO（） clears a set.FD_SET（） and FD_CLR（） respecTIvely add and remove a given file descriptor from a set. FD_ISSET（） tests to see if a file descriptor is part of the set; this is useful after select（） returns.”这几个函数与描述符的0和1没关系，只是添加删除检测描述符是否在set中。

　　2）epoll

　　1.int epoll_create（int size）;

　　创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select（）中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close（）关闭，否则可能导致fd被耗尽。

　　2. int epoll_ctl（int epfd， int op， int fd， struct epoll_event *event）;

　　epoll的事件注册函数，它不同与select（）是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create（）的返回值，第二个参数表示动作，用三个宏来表示：

　　EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中；

　　EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件；

　　EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd；

　　第三个参数是需要监听的fd，第四个参数是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构如下：

　　struct epoll_event {

　　__uint32_t events; /* Epoll events */

　　epoll_data_t data; /* User data variable */

　　};

　　events可以是以下几个宏的集合：

　　EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；

　　EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；

　　EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）；

　　EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误；

　　EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；

　　EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发（Edge Triggered）模式，这是相对于水平触发（Level Triggered）来说的。

　　EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里

　　关于epoll工作模式ET，LT

　　LT（level triggered）是缺省的工作方式，并且同时支持block和no-block socket.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 *** 作。如果你不作任何 *** 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no-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 *** 作导致那个文件描述符不再为就绪状态了，但是请注意，如果一直不对这个fd作IO *** 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）

　　3. int epoll_wait（int epfd， struct epoll_event * events， int maxevents， int timeout）

　　等待事件的产生，类似于select（）调用。参数events用来从内核得到事件的集合，maxevents告之内核这个events有多大，这个maxevents的值不能大于创建epoll_create（）时的size，参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。