为什么人们总是认为epoll 效率比select高!!!!!!
今天看公司代码时,发现代码里面使用的事清一色的代码使用epoll,
所以就得说一说了;宏观看一看epoll 和select的实现:
select原理概述
调用select时,会发生以下事情:
- 从用户空间拷贝fd_set到内核空间;
- 注册回调函数__pollwait;
- 遍历所有fd,对全部指定设备做一次poll(这里的poll是一个文件操作,它有两个参数,一个是文件fd本身,一个是当设备尚未就绪时调用的回调函数__pollwait,这个函数把设备自己特有的等待队列传给内核,让内核把当前的进程挂载到其中);
- 当设备就绪时,设备就会唤醒在自己特有等待队列中的【所有】节点,于是当前进程就获取到了完成的信号。poll文件操作返回的是一组标准的掩码,其中的各个位指示当前的不同的就绪状态(全0为没有任何事件触发),根据mask可对fd_set赋值;
- 如果所有设备返回的掩码都没有显示任何的事件触发,就去掉回调函数的函数指针,进入有限时的睡眠状态,再恢复和不断做poll,再作有限时的睡眠,直到其中一个设备有事件触发为止。
- 只要有事件触发,系统调用返回,将fd_set从内核空间拷贝到用户空间,回到用户态,用户就可以对相关的fd作进一步的读或者写操作了。
epoll原理概述
调用epoll_create时,做了以下事情:
- 内核帮我们在epoll文件系统里建了个file结点;
- 在内核cache里建了个红黑树用于存储以后epoll_ctl传来的socket;
- 建立一个list链表,用于存储准备就绪的事件。
调用epoll_ctl时,做了以下事情:
- 把socket放到epoll文件系统里file对象对应的红黑树上;
- 给内核中断处理程序注册一个回调函数,告诉内核,如果这个句柄的中断到了,就把它放到准备就绪list链表里。
调用epoll_wait时,做了以下事情:
观察list链表里有没有数据。有数据就返回,没有数据就sleep,等到timeout时间到后即使链表没数据也返回。而且,通常情况下即使我们要监控百万计的句柄,大多一次也只返回很少量的准备就绪句柄而已,所以,epoll_wait仅需要从内核态copy少量的句柄到用户态而已。
select缺点:
- 最大并发数限制:使用32个整数的32位,即32*32=1024来标识fd,虽然可修改,但是有以下第二点的瓶颈;
- 效率低:每次都会线性扫描整个fd_set,集合越大速度越慢;
- 内核/用户空间内存拷贝问题。
epoll的提升:
- 本身没有最大并发连接的限制,仅受系统中进程能打开的最大文件数目限制;
- 效率提升:只有活跃的socket才会主动的去调用callback函数;
- 省去不必要的内存拷贝:epoll通过内核与用户空间mmap同一块内存实现。
假设现在有1024个fd ; select 和epoll 都同时维护他, 假设这些fd 都是活跃的, 这种情况下,select一次扫描 可以扫描1024个fd,空闲的fd很少,
但是epoll 就有可能不一样了, epoll 是先注册等待回调, 有可能出现1024次回调;
这样的情况下, 要是说epoll 效率比select 高-----这就不好说了!!!!!!!!
如果select 和epoll 同时维护1024个fd ,但是每次只有一个fd有事件,这种情况下 select 每次都会扫描所有的fd, 对比于epoll 每次只有一个fd 回调。 select 做了很多无用功, 此时应该epoll的效率高吧!!
或者在短连接多的时候, 一个连接使用epoll 会触发epoll_ctrl_add/del 两次系统调用,但是select 只有一次扫描 ,此时 也许select 效率性能更高。
高并发,且任一时间只有少数socket是活跃的。如果在并发量低,socket都比较活跃的情况下,select就不见得比epoll慢了
所以 I/O复用模型 要根据业务需求来选择,技术只有合适的技术-----------------------
终于找到这张神图了
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