select

示例

函数原型

typedef struct {
	unsigned long fds_bits [__FDSET_LONGS];
} fd_set;

int select(int ndfs, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptefds, struct timeval *timeout);

使用示例：

fd_set readfds，allfds;
FD_ZERO(&allfds);
FD_SET(1, &allfds);
...
for ( ; ; ) {
	readfds = allfds;
	nready = select(maxfds + 1, &readfds, NULL, NULL, NULL);
	if (nready > 0) {
		for (int i = 0; i <= maxfds; ++i) {
			if (FD_ISSET(i, &readfds)) {
				...
			}
		}
	}
}

缺点：

从上面可以看出：

1. 无论关注多少个描述符，都要使用固定大小的 fd_set，数据太小时存在空间浪费，但是数据太多时，又存在最大描述符个数的限制，一般描述符总数个数为 1024。
2. 每次函数调用从用户空间到内核空间，结果返回从内核空间到用户空间都要传递整个 fd_set，而不管有多少个感兴趣的描述符及激活的描述符。
3. 结果返回后，还要遍历范围内所有的描述符以确定哪些描述符可用。
4. 因为 fd_set 同时也是结果保存的地方，因此需要每次初始化感兴趣的描述符。
5. 内核中的实现方式是轮询所有的描述符。

poll

示例

函数原型：

struct pollfd {
	int fd;
	short events;
	short revents;
}

int  poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout);

使用示例：

struct pollfd client[OPEN_MAX];
client[0].fd = listenfd;
client[0].events = POLLRDNORM;
...
for ( ; ; ) {
	nready = poll(client, maxi, INFTIM);
	if (nready > 0) {
		for (int i=0; i < maxi; ++i) {
			if (client[i].events & POLLRDNORM) {
				...
			}
		} 
	}
}

优点：

相比于 select 的改进：

1. 没有最大描述符个数的限制。
2. 只用传递感兴趣的描述符，有利于提高在内核中轮询的效率。
3. 不需要每次初始化感兴趣的描述符。

缺点：

1. 每次函数调用，依旧需要从用户态和内核态之间传递所有描述符。
2. 函数返回后，依旧需要遍历所有描述符，以确定哪些描述符可用。
3. 内核中依旧需要轮询所有描述符。

epoll

示例

函数原型：

struct epoll_event {
	uint32_t events;
	epoll_data_t data;
}

int epoll_create(int size);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *ev);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *evlist, int maxevents; int timeout);

使用示例：

#define MAX_EVENTS 5

struct epoll_event ev;
struct epoll_event evlist[MAX_EVENTS];	# 每次函数调用返回的结果，设置一个较小数目

int epfd = epoll_create(1);
if (epfd == -1)
	error();

ev.data.fd = fd;
ev.events = EPOLLIN;
if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, ev) == -1)
	error();

for ( ; ; ) {
	nready = epoll_wait(epfd, evlist, MAXEVENTS, -1);
	if (nready > 0) {
		for (int i = 0; i < nready; ++i) {
			if (evlist[i].events & EPOLLIN) {
				...
			}
		}
	}
}

优点

1. 感兴趣的描述符只用通过 epoll_ctl 添加一次，不再需要每次函数调用中传递。
2. 返回的结果规模更小，里面只包含已经激活的描述符，一方面减轻从内核态返回数据的负担，另一方面不需要进行大规模遍历。
3. epoll_wait 内核中使用回调函数替代轮询，提高效率。
4. 通过设置 EPOLLONESHOT，可以实现水平触发和边缘触发的切换。

最后

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