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Linux下多路复用IO接口epoll/select/poll的区别

selectepoll效率差的原因:select是轮询,epoll是触发式的,所以效率高。

Select:

1.Socket数量限制:该模式可操作的Socket数由FD_SETSIZE决定,内核默认32*32=1024.

2.操作限制:通过遍历FD_SETSIZE(1024)Socket来完成调度,不管哪个Socket是活跃的,都遍历一遍.

Poll:

1.Socket数量几乎无限制:该模式下的Socket对应的fd列表由一个数组来保存,大小不限(默认4k).

2.操作限制:Select.

Epoll:

1.Socket数量无限制:Poll

2.操作无限制:基于内核提供的反射模式,有活跃Socket,内核访问该Socketcallback,不需要遍历轮询.但是当所有Socket都活跃的时候,这时候所有的callback都被唤醒,会导致资源的竞争.既然都是要处理所有的Socket,那么遍历是最简单最有效的实现方式.

举例来说:

      对于IM服务器,服务器和服务器之间都是长链接,但数量不多,一般一台60\70,比如采用ICE这种架构设计,但请求相当频繁和密集,这时候通过反射唤醒callback不一定比用select去遍历处理更好.

       对于Web服务器,都是浏览器客户端发起的http短链接请求,数量很大,好一点的网站动辄每分钟上千个请求过来,同时服务器端还有更多的闲置等待超时的Socket,这时候没必要把全部的Socket都遍历处理,因为那些等待超时的请求是大多数的,这样用Epoll会更好.

支持一个进程打开大数目的socket描述符

       select 最不能忍受的是一个进程所打开的FD是有一定限制的,由FD_SETSIZE设置,默认值是1024。对于那些需要支持的上万连接数目的IM服务器来说显然太少了。这时候你一是可以选择修改这个宏然后重新编译内核,不过资料也同时指出这样会带来网络效率的下降,二是可以选择多进程的解决方案(传统的 Apache方案),不过虽然linux上面创建进程的代价比较小,但仍旧是不可忽视的,加上进程间数据同步远比不上线程间同步的高效,所以也不是一种完美的方案。不过 epoll则没有这个限制,它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目,这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右,具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。

IO效率不随FD数目增加而线性下降

       传统的select/poll另一个致命弱点就是当你拥有一个很大的socket集合,不过由于网络延时,任一时间只有部分的socket是“活跃”的,但是select/poll每次调用都会线性扫描全部的集合,导致效率呈现线性下降。但是epoll不存在这个问题,它只会对“活跃”的socket进行操作---这是因为在内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的。那么,只有“活跃”的socket才会主动的去调用 callback函数,其他idle状态socket则不会,在这点上,epoll实现了一个“伪”AIO,因为这时候推动力在os内核。在一些 benchmark中,如果所有的socket基本上都是活跃的---比如一个高速LAN环境,epoll并不比select/poll有什么效率,相反,如果过多使用epoll_ctl,效率相比还有稍微的下降。但是一旦使用idle connections模拟WAN环境,epoll的效率就远在select/poll之上了。

select模式低效的原因

       select 模式低效是由select的定义所决定的,与操作系统实现无关,任何内核在实现select时必须做轮循,才能知道这些socket的情况,这是会消耗 cpu的。此外,当你拥有一个很大socket集的时候,尽管任一时间只有小部分的socket"活跃"的,但每次你都不得不将所有的socket填入到一个FD_SET中,这也会消耗一些cpu,并且当select返回后,处理业务时你可能还需要做“上下文映射”,同样也会有一些性能影响,因此 selectepoll相对低效。

epoll的适用情景就是大量的socket,但是活跃多不是很高的情况。

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