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select，poll和epoll其實都是作業系統中IO多路複用實作的方法。
select
select方法本質其實就是維護了一個檔案描述符（fd）數組，以此為基礎，實作IO多路複用的功能。這個fd數組有長度限制，在32位系統中，最大值為1024個，而在64位系統中，最大值為2048個，這個配置可以調用
來檢視
select方法被調用，首先需要将fd_set從使用者空間拷貝到核心空間，然後核心用poll機制（此poll機制非IO多路複用的那個poll方法，可參加附錄）直到有一個fd活躍，或者逾時了，方法傳回。
int select(int maxfdpl, fd_set readfds, fd_set writefds, fd_set exceptfds, struct timeval timeout);
- 如果傳回值為-1，表明發生了錯誤
- 如果傳回值為0，表明逾時了
- 如果傳回值為正數，表明有n個fd準備就緒了
select方法傳回後，需要輪詢fd_set，以檢查出發生IO事件的fd。這樣一套下來，select方法的缺點就很明顯了：
- fd_set在使用者空間和核心空間的頻繁複制，效率低
- 單個程序可監控的fd數量有限制，無論是1024還是2048，對于很多情景來說都是不夠用的。
- 基于輪詢來實作，效率低
poll
poll本質上和select沒有差別，依然需要進行資料結構的複制，依然是基于輪詢來實作，但差別就是，select使用的是fd數組，而poll則是維護了一個連結清單，是以從理論上，poll方法中，單個程序能監聽的fd不再有數量限制。但是輪詢，複制等select存在的問題，poll依然存在
epoll
epoll就是對select和poll的改進了。它的核心思想是基于事件驅動來實作的，實作起來也并不難，就是給每個fd注冊一個回調函數，當fd對應的裝置發生IO事件時，就會調用這個回調函數，将該fd放到一個連結清單中，然後由用戶端從該連結清單中取出一個個fd，以此達到O（1）的時間複雜度
epoll操作實際上對應着有三個函數：epoll_create，epoll_ctr，epoll_wait
epoll_create
epoll_create相當于在核心中建立一個存放fd的資料結構。在select和poll方法中，核心都沒有為fd準備存放其的資料結構，隻是簡單粗暴地把數組或者連結清單複制進來；而epoll則不一樣，epoll_create會在核心建立一顆專門用來存放fd結點的紅黑樹，後續如果有新增的fd結點，都會注冊到這個epoll紅黑樹上。
epoll_ctr
另一點不一樣的是，select和poll會一次性将監聽的所有fd都複制到核心中，而epoll不一樣，當需要添加一個新的fd時，會調用epoll_ctr，給這個fd注冊一個回調函數，然後将該fd結點注冊到核心中的紅黑樹中。當該fd對應的裝置活躍時，會調用該fd上的回調函數，将該結點存放在一個就緒連結清單中。這也解決了在核心空間和使用者空間之間進行來回複制的問題。
epoll_wait
epoll_wait的做法也很簡單，其實直接就是從就緒連結清單中取結點，這也解決了輪詢的問題，時間複雜度變成O(1)
是以綜合來說，epoll的優點有：
- 沒有最大并發連接配接的限制，遠遠比1024或者2048要大。（江湖傳言1G的記憶體上能監聽10W個端口）
- 效率變高。epoll是基于事件驅動實作的，不會随着fd數量上升而效率下降
- 減少記憶體拷貝的次數
水準觸發和邊緣觸發
簡單了解下
水準觸發的意思就是說，隻要條件滿足，對應的事件就會一直被觸發。是以如果條件滿足了但未進行處理，那麼就會一直被通知
邊緣觸發的意思就是說，條件滿足後，對應的事件隻會被觸發一次，無論是否被處理，都隻會觸發一次。
而對于select和poll來說，其觸發都是水準觸發。而epoll則有兩種模式：·EPOLLLT和EPOLLET
- EPOLLLT（預設狀态）：也就是水準觸發。在該模式下，隻要這個fd還有資料可讀，那麼epoll_wait函數就會傳回該fd
- EPOLLET（高速模式）：也就是邊緣觸發。在該模式下，當被監控的fd上有可讀寫事件發生時，epoll_wait會通知程式去讀寫，若本次讀寫沒有讀完所有資料，或者甚至沒有進行處理，那麼下一次調用epoll_wait時，也不會擷取到該fd。這種效率比水準觸發的要高，系統中不會充斥着大量程式不感興趣的fd，不感興趣直接忽視就行，下次不會再觸發
總結：
- select，poll是基于輪詢實作的，将fd_set從使用者空間複制到核心空間，然後讓核心空間以poll機制來進行輪詢，一旦有其中一個fd對應的裝置活躍了，那麼就把整個fd_set傳回給用戶端（複制到使用者空間），再由用戶端來輪詢每個fd的，找出發生了IO事件的fd
- epoll是基于事件驅動實作的，加入一個新的fd，會調用epoll_ctr函數為該fd注冊一個回調函數，然後将該fd結點注冊到核心中的epoll紅黑樹中，當IO事件發生時，就會調用回調函數，将該fd結點放到就緒連結清單中，epoll_wait函數實際上就是從這個就緒連結清單中擷取這些fd。
- epoll分為EPOLLLT（水準觸發，預設狀态）和EPOLLET（邊緣觸發，效率高）
- 并不是所有的情況中epoll都是最好的，比如當fd數量比較小的時候，epoll不見得就一定比select和poll好
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原文釋出時間：2020-05-30
本文作者：JAYICE
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