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Linux I/O復用中select poll epoll模型的介紹及其優缺點?

來源:千鋒教育
發布人:xqq
時間: 2023-10-11 19:34:02 1697024042

一、select模型介紹及其優缺點

select是一種經典的I/O復用模型,它通過對于指定的一組文件描述符進行掃描,來檢測對應的I/O事件是否就緒,并返回發生I/O事件的描述符。select模型使用一個文件描述符集合來標識所有需要進行I/O監控的文件描述符,調用select函數時,會將所有文件描述符拷貝進一個新的集合中,以便內核檢測這些文件描述符的I/O事件是否就緒。

1、select模型的優點

select支持的平臺廣泛,幾乎所有的系統都支持select模型;select可以同時監控多個文件描述符,并且能夠監控讀、寫、異常三種類型的事件;select模型是非常成熟和穩定的,常用在許多網絡應用程序中。

2、select模型的缺點

select每次監控都需要將整個I/O集合拷貝到內核中,這會造成大量的內存開銷;select的效率比較低,因為它是輪詢方式檢查I/O事件,而不是事件驅動方式,因此需要不停地掃描;select對于文件描述符數量的限制比較嚴格,這是由于文件描述符集合是一個整體,當被監控文件描述符的數量增加時,集合的復制和掃描操作將變得越來越復雜,效率也會降低。

二、poll模型介紹及其優缺點

poll與select非常相似,它也通過一個文件描述符集合來標記需要監控的文件描述符,調用poll函數時,內核會檢查這些文件描述符的I/O事件是否就緒,并返回就緒的文件描述符,以及對應的事件類型。不同的是,poll沒有文件描述符數量的限制,因此可以處理任意數量的文件描述符。

1、poll模型的優點

poll沒有文件描述符數量限制,可以處理任意數量的文件描述符;poll的效率比select高,因為它只需要將需要監控的文件描述符拷貝一次,而select需要拷貝兩次;poll模型針對大量文件描述符的復用,可以提高系統對于I/O密集型任務的處理效率。

2、poll模型的缺點

poll還是無法避免每次掃描所有的文件描述符,因此效率仍然比較低;對于大量的文件描述符,poll或許會占用大量的內存。

三、epoll模型介紹及其優缺點

epoll是Linux內核從2.6版本開始提供的,是select、poll的改良版,它通過epoll_create函數創建一個epoll句柄,然后通過epoll_ctl函數向句柄添加文件描述符,最后通過epoll_wait函數等待文件描述符上的事件發生。

epoll模型采用了事件驅動的方式,當某一文件描述符上的I/O事件就緒時,內核會將就緒的事件放到一個就緒鏈表中。而epoll_wait函數只需要遍歷這個鏈表即可獲取文件描述符上的已就緒事件列表,從而避免了無意義的遍歷。另外,epoll也支持ET和LT兩種觸發模式,可以根據不同的需求進行選擇。

1、epoll模型的優點

epoll模型采用事件驅動的方式,相比select和poll的輪詢方式,可以大大降低處理I/O事件的時間消耗;epoll支持高并發的I/O復用,在處理大量的并發連接時非常有效;epoll支持ET和LT兩種觸發方式,具有較高的靈活性和可定制性。

2、epoll模型的缺點

epoll模型只能運行在Linux系統中,不能處理跨平臺的應用程序;epoll模型的代碼相對而言比較復雜,對于初學者而言,很難理解epoll在底層是如何工作的。

在實際應用中,對于不同的應用程序,需要選擇不同的I/O復用模型,以適應不同的需求,下面是三種模型的適用條件:

select模型適合連接數量不太多,但是I/O任務比較簡單的網絡應用程序;poll模型適合連接數量較多,但是I/O任務比較簡單的網絡應用程序;epoll模型適合連接數量較多,比較復雜的網絡應用程序,能夠大大提升系統的處理效率。

總的來說,I/O復用機制提供了一種高效、可靠的方式來處理大量的I/O任務,而在選擇I/O復用模型時,需要根據應用程序的實際需求進行選擇,以充分發揮其優點,提高程序的處理效率。

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