select

select 原理

select 是通过系统调用来监视着一个由多个文件描述符(file descriptor)组成的数组，当select()返回后，数组中就绪的文件描述符会被内核修改标记位(其实就是一个整数)，使得进程可以获得这些文件描述符从而进行后续的读写操作。select饰通过遍历来监视整个数组的，而且每次遍历都是线性的。

select 优点

select目前几乎在所有的平台上支持，良好跨平台性。

select 缺点

每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多的时候会很大

单个进程能够监视的fd数量存在最大限制，在linux上默认为1024(可以通过修改宏定义或者重新编译内核的方式提升这个限制)

并且由于select的fd是放在数组中，并且每次都要线性遍历整个数组，当fd很多的时候，开销也很大

python  select

调用select的函数为r, w, e = select.select(rlist, wlist, xlist[, timeout])，前三个参数都分别是三个列表，数组中的对象均为waitable object:均是整数的文件描述符(file descriptor)或者一个拥有返回文件描述符方法fileno()的对象；

rlist: 等待读就绪的list

wlist: 等待写就绪的list

errlist: 等待“异常”的list

#!/usr/bin/env python#-*- coding: utf-8 -*-

importselect, socket

response= b"hello world"

#创建一个server socket

serversocket =socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

serversocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)

serversocket.bind(('localhost', 8080))

serversocket.listen(1)

serversocket.setblocking(0)

inputs=[serversocket, ]whileTrue:

rlist, wlist, xlist=select.select(inputs, [], [])for sock inrlist:

＃ server socket读就绪if sock ==serversocket:

con, addr=serversocket.accept()

＃将这个connection添加到读就绪中

inputs.append(con)else:

data= sock.recv(1024)ifdata:

sock.send(response)

＃从读就绪的list中删除

inputs.remove(sock)

sock.close()

poll

poll的原理

poll本质上和select没有区别，只是没有了最大连接数(linux上默认1024个)的限制，原因是它基于链表存储的。

poll的缺点

poll除了没有了最大连接数的缺点，其他都和select一样

在Python中调用poll

select.poll()，返回一个poll的对象，支持注册和注销文件描述符。

poll.register(fd[, eventmask])注册一个文件描述符，注册后，可以通过poll()方法来检查是否有对应的I/O事件发生。fd可以是i 个整数，或者有返回整数的fileno()方法对象。如果File对象实现了fileno()，也可以当作参数使用。

eventmask是一个你想去检查的事件类型，它可以是常量POLLIN, POLLPRI和 POLLOUT的组合。如果缺省，默认会去检查所有的3种事件类型。

事件常量意义

POLLIN

有数据读取

POLLPRT

有数据紧急读取

POLLOUT

准备输出:输出不会阻塞

POLLERR

某些错误情况出现

POLLHUP

挂起

POLLNVAL

无效请求:描述无法打开

poll.modify(fd, eventmask) 修改一个已经存在的fd，和poll.register(fd, eventmask)有相同的作用。如果去尝试修改一个未经注册的fd，会引起一个errno为ENOENT的IOError。

poll.unregister(fd)从poll对象中注销一个fd。尝试去注销一个未经注册的fd，会引起KeyError。

poll.poll([timeout])去检测已经注册了的文件描述符。会返回一个可能为空的list，list中包含着(fd, event)这样的二元组。 fd是文件描述符， event是文件描述符对应的事件。如果返回的是一个空的list，则说明超时了且没有文件描述符有事件发生。timeout的单位是milliseconds，如果设置了timeout，系统将会等待对应的时间。如果timeout缺省或者是None，这个方法将会阻塞直到对应的poll对象有一个事件发生。

#!/usr/bin/env python#-*- coding: utf-8 -*-

importselect, socket

response= b"hello world"serversocket=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

serversocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)

serversocket.bind(('192.168.199.197', 8080))

serversocket.listen(1)

serversocket.setblocking(0)#poll =select.poll()

poll.register(serversocket.fileno(), select.POLLIN)

connections={}whileTrue:for fd, event inpoll.poll():if event ==select.POLLIN:if fd ==serversocket.fileno():

con, addr=serversocket.accept()

poll.register(con.fileno(), select.POLLIN)

connections[con.fileno()]=conelse:

con=connections[fd]

data= con.recv(1024)ifdata:

poll.modify(con.fileno(), select.POLLOUT)elif event ==select.POLLOUT:

con=connections[fd]

con.send(response)

poll.unregister(con.fileno())

con.close()

epoll

epoll的原理及改进

在linux2.6(准确来说是2.5.44)由内核直接支持的方法。epoll解决了select和poll的缺点。

对于第一个缺点，epoll的解决方法是每次注册新的事件到epoll中，会把所有的fd拷贝进内核，而不是在等待的时候重复拷贝，保证了每个fd在整个过程中只会拷贝1次。

对于第二个缺点，epoll没有这个限制，它所支持的fd上限是最大可以打开文件的数目，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max查看，一般来说这个数目和系统内存关系比较大。

对于第三个缺点，epoll的解决方法不像select和poll每次对所有fd进行遍历轮询所有fd集合，而是在注册新的事件时，为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪的时候，调用这个回调函数，这个回调函数就会把就绪的fd加入一个就绪表中。(所以epoll实际只需要遍历就绪表)。

epoll同时支持水平触发和边缘触发：

水平触发(level－triggered)：只要满足条件，就触发一个事件(只要有数据没有被获取，内核就不断通知你)。e.g:在水平触发模式下，重复调用epoll.poll()会重复通知关注的event，直到与该event有关的所有数据都已被处理。(select, poll是水平触发, epoll默认水平触发)

边缘触发(edge－triggered)：每当状态变化时，触发一个事件。e.g:在边沿触发模式中，epoll.poll()在读或者写event在socket上面发生后，将只会返回一次event。调用epoll.poll()的程序必须处理所有和这个event相关的数据，随后的epoll.poll()调用不会再有这个event的通知。

在Python中调用epoll

select.epoll([sizehint=-1])返回一个epoll对象。

eventmask

事件常量意义

EPOLLIN

读就绪

EPOLLOUT

写就绪

EPOLLPRI

有数据紧急读取

EPOLLERR

assoc. fd有错误情况发生

EPOLLHUP

assoc. fd发生挂起

EPOLLRT

设置边缘触发(ET)(默认的是水平触发)

EPOLLONESHOT

设置为 one-short 行为，一个事件(event)被拉出后，对应的fd在内部被禁用

EPOLLRDNORM

和 EPOLLIN 相等

EPOLLRDBAND

优先读取的数据带(data band)

EPOLLWRNORM

和 EPOLLOUT 相等

EPOLLWRBAND

优先写的数据带(data band)

EPOLLMSG

忽视

epoll.close()关闭epoll对象的文件描述符。

epoll.fileno返回control fd的文件描述符number。

epoll.fromfd(fd)用给予的fd来创建一个epoll对象。

epoll.register(fd[, eventmask])在epoll对象中注册一个文件描述符。(如果文件描述符已经存在，将会引起一个IOError)

epoll.modify(fd, eventmask)修改一个已经注册的文件描述符。

epoll.unregister(fd)注销一个文件描述符。

epoll.poll(timeout=-1[, maxevnets=-1])等待事件，timeout(float)的单位是秒(second)。

importsocket, select

EOL1= b'\n\n'EOL2= b'\n\r\n'response= b'HTTP/1.0 200 OK\r\nDate: Mon, 1 Jan 1996 01:01:01 GMT\r\n'response+= b'Content-Type: text/plain\r\nContent-Length: 13\r\n\r\n'response+= b'Hello, world!'serversocket=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

serversocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)

serversocket.bind(('0.0.0.0', 8080))

serversocket.listen(1)

serversocket.setblocking(0)

epoll=select.epoll()

epoll.register(serversocket.fileno(), select.EPOLLIN)try:

connections= {}; requests = {}; responses ={}whileTrue:

events= epoll.poll(1)for fileno, event inevents:if fileno ==serversocket.fileno():

connection, address=serversocket.accept()

connection.setblocking(0)

epoll.register(connection.fileno(), select.EPOLLIN)

connections[connection.fileno()]=connection

requests[connection.fileno()]= b''responses[connection.fileno()]=responseelif event &select.EPOLLIN:

requests[fileno]+= connections[fileno].recv(1024)if EOL1 in requests[fileno] or EOL2 inrequests[fileno]:

epoll.modify(fileno, select.EPOLLOUT)print('-'*40 + '\n' + requests[fileno].decode()[:-2])elif event &select.EPOLLOUT:

byteswritten=connections[fileno].send(responses[fileno])

responses[fileno]=responses[fileno][byteswritten:]if len(responses[fileno]) ==0:

epoll.modify(fileno, 0)

connections[fileno].shutdown(socket.SHUT_RDWR)elif event &select.EPOLLHUP:

epoll.unregister(fileno)

connections[fileno].close()delconnections[fileno]finally:

epoll.unregister(serversocket.fileno())

epoll.close()

serversocket.close()