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创建时间
Oct 31, 2024 01:59 PM
socket的多路复用，指的是在单个线程或进程中可以同时处理多个socket的 I/O 事件，可以提高整体效率和资源利用率。
常见的多路复用机制包括 select、poll 和 epoll，在Linux平台上这种机制主要依赖于epoll，因为它在大多数情况下性能更好。epoll是Linux内核针对大量并发连接进行高效管理的系统调用接口。
编程过程中，建议使用 epoll。epoll 相比于 select 和 poll，主要有以下几个优点：
- 效率高： epoll 使用事件通知的方式能够解决轮询（polling）带来的性能瓶颈，对大量文件描述符的处理效率高。
- 不受描述符数量限制：
select有文件描述符数量的上限（通常是1024），而 epoll没有这种限制。 - 数据结构设计：select 使用一个固定大小的位图（
bitmap）来表示文件描述符集。在大多数实现中，这个位图的大小是由FD_SETSIZE常量定义的，默认值通常为 1024。这意味着最多只能监控 1024 个文件描述符。 - 效率考虑：随着监控的文件描述符数量增加，遍历和更新这些位图所需的时间也会增加。因此，为了保持较好的性能表现，选择了一个相对合理且常见使用场景下足够大的默认值。
- 历史原因：早期 UNIX 系统资源有限，而网络应用程序规模相对较小，因此设置这样的默认限制可以满足当时的大部分需求，并减少不必要的复杂性。
为什么select 系统调用在许多操作系统中确实有文件描述符数量的上限？这个限制主要源于以下几个原因：
- 内存拷贝少： epol l的系统调用仅在需要数据时进行内存拷贝，减少了系统开销。
- 支持边沿触发：相比于select和poll的水平触发（level－triggered）， epoll 还支持边沿触发（edge－ triggered），能够适应更多的应用场景。
扩展
可以从几个方面进一步展开：
select和poll的缺点：select和poll都是 I/0 多路复用的早期实现，但它们有一些不足。例如，select在每次调用时都需要重新传递所有文件描述符集合，并进行内存拷贝，而poll则需要传递整个文件描述符数组，这在文件描述符特别多的情况下，性能开销很大。此外，select还有一个描述符数量的限制。
- epoll的工作机制： epoll使用两个系统调用来操作：
epoll＿create创建一个epoll实例，epoll＿ctl增加、修改或删除要控制的文件描述符。epoll＿wait则是用于等待事件的发生。与select不同的是，epoll每次只需传递发生的事件，不需要传递所有文件描述符，极大提高了效率。
- 边沿触发与水平触发：水平触发（Level－triggered， LT）是默认的触发模式，处理器只要发现事件有未处理的数据就会再次通知，在传统的select 和 poll中也是这种方式。而边沿触发（Edge－triggered， ET）是更高效的一种方式，它只会在状态变化（例如从无数据到有数据）时通知一次，开发难度稍大但可以减少系统调用次数，提高性能。