什么是多路复用

操作系统在处理 I/O 的时候，分为两个阶段：

等待数据到达内核空间。
等待数据从内核空间拷贝到用户空间。

在 Linux 操作系统中，多路复用的方式有三种。分别是 select，poll，和 epoll。I/O 多路复用为，只通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（读就绪/写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。

但 select，poll，epoll 本质上都是同步 I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步 I/O 则无需自己负责进行读写，异步 I/O 的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。

select

单个进程就可以同时处理多个网络连接的 I/O 请求（同时阻塞多个 I/O 操作）。

基本原理就是：

程序调用 select，然后整个程序就阻塞状态。
这时候，内核就会轮询检查所有 select 负责的文件描述符集合 fd_set（一般上限为 1024 个），当找到其中那个的数据准备好了的文件描述符返回给 select。
select 进行系统调用，将数据从内核复制到进程缓冲区（用户空间）。

select的缺点：

每次调用 select，都需要把 fd_set 从用户态拷贝到内核态，这个开销在 fd 很多时会很大。
同时每次调用 select 都需要在内核遍历传递进来的所有 fd，这个开销在 fd 很多时也很大
select 支持的文件描述符数量太小了，默认是 1024

poll

poll的原理与select非常相似，差别如下：

描述fd集合的方式不同，poll 使用 pollfd 结构而不是 fd_set 结构，是链式的，所以没有最大连接数的限制。
poll 有一个特点是水平触发，也就是通知程序 fd 就绪后，这次没有被处理，那么下次 poll 的时候会再次通知同样的 fd 已经就绪。

poll 解决了 fd_set 有上限的情况，并且每次读就绪描述符集合时不用保存之前的状态。

epoll

epoll 提供了三个函数：

int epoll_create(int size);
//  建立一個 epoll 对象，并传回它的id

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
//  事件注册函数，将需要监听的事件和需要监听的fd交给epoll对象

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
//  等待注册的事件被触发或者timeout发生

epoll解决的问题：

epoll没有fd数量限制

epoll没有这个限制，我们知道每个 epoll 监听一个 fd，所以最大数量与能打开的 fd 数量有关，一个 G 的内存的机器上，能打开10万个左右

epoll 不需要每次都从用户空间将 fd_set 复制到内核

epoll 在用 epoll_ctl 函数进行事件注册的时候，已经将 fd 复制到内核中，所以不需要每次都重新复制一次

select 和 poll 都是主动轮询机制，需要遍历每一个人 fd；而 epoll 是被动触发方式。

epoll_ctl 给 fd 注册了相应事件的时候，我们为每一个 fd 指定了一个回调函数，当数据准备好之后，就会把就绪的 fd 加入一个就绪的队列中，epoll_wait 的工作方式实际上就是在这个就绪队列中查看有没有就绪的 fd，如果有，就唤醒就绪队列上的等待者，然后调用回调函数。

虽然 epoll, poll, select 都需要查看是否有 fd 就绪，但是 epoll 之所以是被动触发，就在于它只要去查找就绪队列中有没有 fd，就绪的 fd 是主动加到队列中，epoll 不需要一个个轮询确认。

换一句话讲，就是 select 和 poll 只能通知有 fd 已经就绪了，但不能知道究竟是哪个 fd 就绪，所以 select 和 poll 就要去主动轮询一遍所有监听的 fd 才能找到就绪的 fd。而 epoll 则是不但可以知道有 fd 可以就绪，而且还具体可以知道就绪 fd 的编号，所以直接找到就可以，不用轮询。

注意，epoll 只有 Linux 上面有。

caijizhuo

select&poll&epoll的区别

什么是多路复用

select

poll

epoll