select,poll,epoll比较

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除常用文件i/o外,其他常用io模型:

  • io多路复用(select和poll系统调用)
  • 信号驱动I/O
  • linux专有的epoll编程接口
  • 异步io(aio),linux在glibc中提供有基于线程的 posix aio实现。

大部分程序使用的i/o模型都是单个进程每次只在一个文件描述符上执行i/o操作,每次i/o系统调用都会阻塞直到完成数据传输。对于很多应用来说,传统的阻塞式i/o模型就足够,但不是所有应用都可以满足。

如果在打开文件时设定了O_NONBLOCK标志,会以非组赛方式打开文件.如果i/o系统调用不能立刻完成,则会返回错误而不是阻塞进程,非阻塞i/o可以运用到管道、fifo,套接字,中断,为终端以及其他一些类型的设备上。

i/o多路复用允许进程同时检查多个文件描述符以找出他们中的任何一个是否可执行i/o操作,系统调用select和poll用来执行i/o多路复用。

信号驱动i/o当有输入或者数据可以写到指定的文件描述符时,内核向请求数据的进程发送一个信号。

epoll api出现在linux2.6版以后.

select()对于被检查的文件描述符有一个上限限制FD_SETSIZE,在linux下默认1024.

每次调用select和poll,内核都必须检查所有被指定的文件描述符。看他们是否处于就绪态。

每次调用select和poll.程序都必须传递一个表示所有被检查的文件描述符的数据结构到内核,内核检查过描述符后,修改这个数据结构并返回给应用程序。

select和poll调用完成后,程序必须检查哪个文件描述符必须就绪。

select和poll只支持水平触发.

epoll api的核心数据结构称作epoll实例,它和一个打开的文件描述符相关联,这个文件描述符不是做i/o操作的,相反,他是内核数据结构的句柄。

epoll_create创建一个epoll实例时,内核在内存中创建一个新的i-node并打开文件描述,随后为进程中打开这个文件描述分配一个文件描述符。

内核数据结构,主要目的就是记录在进程中声明过的感兴趣的文件描述符列表和处于i/o就绪态的文件描述符列表。和兴趣列表管理是文件描述而不是文件描述符。

epoll_wait调用的目的就是让内核负责监视打开的文件描述.

文件描述表示的是一个打开文件的上下文信息(大小、内容等和文件有关的信息),可以比喻为抽屉。由内核管理。

内核分配给用户空间来一个文件描述符,可以操作文件描述的内容,比喻为抽屉的把手.一个文件描述多个文件描述符。

max_user_watches用来定义每个用户可以注册到epoll实例上的文件描述符总数。
epoll水平和边缘都支持。

水平触发通知:如果文件描述符上可以非阻塞的执行i/o系统调用,此时认为已经就绪。

边缘触发通知:如果文件描述符自上次状态检查以来有了新的i/o活动,此时需要触发通知。

边缘触发会出现文件描述符饥饿现象。


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