linux网络编程系列-select和epoll的区别
select和epoll属于I/O多路复用模型,用于持续监听多个socket,获取其IO事件。
select(轮询)
该模型轮询各socket,不管socket是否活跃,随着socket数的增加,性能逐渐下降。
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
int select (int maxfdpl, fd_set* readset, fd_set* writeset, fd_set* exceptset, const struct timeval* timeout)
调用时轮询一次所有描述字,超时时再轮询一次。如果没有描述字准备好,则返回0;中途错误返回-1;有描述字准备好,则将其对应位置为1,其他描述字置为0,返回准备好的描述字个数。
fd_set:整数数组,每个数中的每一位对应一个描述字,其具体大小有内核的FD_SETSIZE决定,默认值为1024。
void FD_ZERO(fd_set* fdset): clear all bits in fdset
void FD_SET(int fd, fd_set* fdset):turn on the bit for fd in fdset
void FD_CLR(int fd, fd_set* fdset):turn off the bit for fd in fdset
int FD_ISSET(int fd, fd_set* fdset):is the bit for fd on in fdset
epoll(触发)
epoll采用了中断注册回调的方式,socket IO就绪时发出中断,然后将socket加入就绪队列。由三个系统调用:epoll_create,epoll_ctl,epoll_wait。
能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率:它会复用文件描述符集合来传递结果,不需要每次等待事件之前都重新准备要被侦听的文件描述符集合;获取事件的时候,它无须遍历整个被侦听的描述符集,只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合。
select/epoll都需要在内核和用户空间之间复制数据,epoll使用了内存映射(mmap)技术,将内核和用户空间指向同一块内存。
系列函数:
创建函数
创建一个epoll句柄,size-监听套接字的数。当创建好epoll句柄后,会占用一个fd值,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。
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size)
事件注册函数
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
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监听事件,struct epoll_event结构如下:
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t; 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。ET只有新事件到来时,epoll_wait才能获得通知,即使缓冲区中还有数据,epoll_wait也无法再获得改描述符的事件;LT只要对应的缓冲区中还有数据,epoll_wait就可以获得该描述符对应的事件。
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
使用如下:
struct epoll_event ev;
ev.data.fd=listenfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
等待函数
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)
等待事件的产生,参数events用来从内核得到事件集合。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。
注意:某fd上发生事件后,其事件类型会被清空,所以如果下一个循环还要关注这个socket fd的话,则需要用epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,listenfd,&ev)来重新设置socket fd的事件类型。这时不用EPOLL_CTL_ADD,因为socket fd并未清空,只是事件类型清空。这一步非常重要。
实例
struct epoll_event ev, *events;for(;;) {nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);for(n = 0; n < nfds; ++n) {if(events[n].data.fd == listener) {client = accept(listener, (struct sockaddr *) &local,&addrlen);if(client < 0){perror("accept");continue;}setnonblocking(client);ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;ev.data.fd = client;if (epoll_ctl(kdpfd, EPOLL_CTL_ADD, client, &ev) < 0) {fprintf(stderr, "epoll set insertion error: fd=%d\n",client);return -1;}} else {do_use_fd(events[n].data.fd);}}
}
对比:
select - 如果同时建立很多连接,但只有少数事件发生,这种轮询会造成效率很低;频繁从内核拷贝、复制描述字;监听描述字受限于内核的FD_SETSIZE;
epoll - 这种回调触发式操作会保证效率;不需要频繁的拷贝;监听描述字没有限止,只与系统资源有关;epoll返回时已经明确的知道哪个sokcet fd发生了事件,不用再一个个比对。
转载于:https://www.cnblogs.com/whuqin/archive/2013/05/09/4982011.html
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