標(biāo)題: select poll, epoll [打印本頁]
作者: spigcoder    時間: 2025-6-16 19:52
標(biāo)題: select poll, epoll
Select，Poll，Epoll是學(xué)習(xí)I/O多路復(fù)用必不可少的一節(jié)，這章我將借用對這三個系統(tǒng)調(diào)用的講解，進(jìn)一步加深對于I/O多路復(fù)用的理解
首先我們要知道為什么要有I/O多路復(fù)用，可以通過一次系統(tǒng)調(diào)用，檢查多個文件描述符的狀態(tài)。這是 I/O 多路復(fù)用的主要優(yōu)點，相比于非阻塞 I/O，在文件描述符較多的場景下，避免了頻繁的用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換，減少了系統(tǒng)調(diào)用的開銷。
I/O 多路復(fù)用相當(dāng)于將「遍歷所有文件描述符、通過非阻塞 I/O 查看其是否就緒」的過程從用戶線程移到了內(nèi)核中，由內(nèi)核來負(fù)責(zé)輪詢。
首先回憶一下，I/O多路復(fù)用是一種使用少數(shù)線程來監(jiān)聽多數(shù)網(wǎng)絡(luò)Socket的一種I/O方法，那么我們怎么使用I/O多路復(fù)用呢
Select
select使用一個固定大小的位圖來表示文件描述符fd的集合，調(diào)用select檢查這些fd的狀態(tài)，每次調(diào)用select時都會重新構(gòu)建位圖，并將其傳遞給內(nèi)核，內(nèi)核來判斷是否有I/O已經(jīng)就緒
select的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個fd_set，        這是一個文件描述符集合，用來管理需要監(jiān)視的文件描述符
fd_set的核心是一個位圖（大小位1024），每一位對應(yīng)著文件描述符的狀態(tài)，1表示該描述符需要監(jiān)視，0表示該描述符不需要監(jiān)視
typedef __kernel_fd_set                fd_set;

#define __FD_SETSIZE        1024

typedef struct {
        unsigned long fds_bits[__FD_SETSIZE / (8 * sizeof(long))];
} __kernel_fd_set;
        select的函數(shù)原型如下
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

        可以看到，有三種fd_set
● readfds -- 可讀事件，用來監(jiān)視事件是否可讀
● writefds -- 可寫事件，用來監(jiān)視事件是否可寫
● exceptfds -- 描述符是否有異常情況
● nfds -- 要監(jiān)視的文件描述符的最大值+1
● timeout -- 可以選擇的監(jiān)視時間 可以是 阻塞(NULL)，立即返回(0)，或者指定的等待時間
1. 在調(diào)用select的是否我們需要把需要監(jiān)視的事件通過函數(shù)加入到對應(yīng)的隊列中
2. 進(jìn)入內(nèi)核態(tài)進(jìn)行檢查，程序在調(diào)用select之后，內(nèi)核會歷遍對應(yīng)的fd查看是否符合對應(yīng)的狀態(tài)
  a. 符合：如果符合就把事件加入到readfds當(dāng)中去
  b. 不符合：如果所有的都不符合就根據(jù)timeout來選擇等待的方式和事件
3. 返回，最后會返回符合要求的fd的數(shù)量
    while (1) {      
        fd_set rfds;
        fd_set wfds;
        int32_t maxfd = 0, res = 0;
        struct timeval timeout;
        
        timeout.tv_sec = 0;
        timeout.tv_usec = 500;
        
        FD_ZERO(&rfds);
        FD_ZERO(&wfds);
        
        FD_SET(socket1, &rfds);
        FD_SET(socket2, &rfds);
        
        maxfd = socket1 > socket2 ? socket1 : socket2;
        
        res = select(maxfd + 1, &rfds, NULL, NULL, &timeout);
        
        if (res < 0 && errno != EINTR && errno != 0) {
            // log it
            return;
        }
        
        if (FD_ISSET(socket1, &rfds)) {
            // do something
        }
        if (FD_ISSET(socket2, &rfds)) {
            // do something
        }
     }
        上面大致講解了如何使用select，這里其實我們可以很明顯的看出一個缺點的，
1. 就是我們并不返回符合要求的fd，而是把所有的fd都返回，所以返回到用戶態(tài)之后我們要進(jìn)行fd的歷遍最終才能找到有相應(yīng)的fd，這顯然是比較耗費事件的



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