目錄
1.select函數
1.1參數說明
2.poll函數
2.1參數說明
2.2傳回值
2.3事件标記
3.epoll函數
3.1參數說明
3.2傳回值
3.3與select&poll的差別
3.4epoll的優點
3.5epoll的模型
1.select函數
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);
1.1參數說明
第1個參數nfds為fdset集合中最大描述符值加1，fdset是一個位數組，其大小限制為__FD_SETSIZE（1024），位數組的每一位代表其對應的描述符是否需要被檢查。
第2,3,4個參數表示需要關注讀、寫、錯誤事件的檔案描述符位數組，這些參數既是輸入參數也是輸出參數，可能會被核心修改用于标示哪些描述符上發生了關注的事件。是以每次調用select前都需要重新初始化fdset。
第5個參數為逾時時間，該結構會被核心修改，其值為逾時剩餘的時間。
select對應于核心中的sys_select調用，sys_select首先将第2,3,4個參數指向的fd_set拷貝到核心，然後對每個被SET的描述符調用進行poll輪詢，并記錄在臨時結果中（fdset），如果有事件發生，select會将臨時結果寫到使用者空間并傳回；當輪詢一遍後沒有任何事件發生時，如果指定了逾時時間，則select會睡眠到逾時，睡眠結束後再進行一次輪詢，并将臨時結果寫到使用者空間，然後傳回。
select傳回後，需要逐一檢查關注的描述符是否被SET(事件是否發生)。
2.poll函數
struct pollfd {
int fd; //檔案描述符
short events; //要求檢測的事件掩碼
short revents; //傳回的事件掩碼
}
typedef unsigned long nfds_t;
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
2.1參數說明
poll與select不同，通過一個pollfd數組向核心傳遞需要關注的事件，故沒有描述符個數的限制。pollfd中的events字段和revents分别用于标示關注的事件和發生的事件，故pollfd數組隻需要被初始化一次。
第1個參數用于存放需要檢測其狀态的socket描述符；每當調用這個函數之後，系統不會清空這個數組，操作起來比較友善；特别是對于socket連接配接比較多的情況下，在一定程度上可以提高處理的效率；這一點與select()函數不同，調用select()函數之後，select()函數會清空它所檢測的socket描述符集合，導緻每次調用select()之前都必須把socket描述符重新加入到待檢測的集合中；是以，select()函數适合于隻檢測一個socket描述符的情況，而poll()函數适合于大量socket描述符的情況。
poll的實作機制與select類似，其對應核心中的sys_poll，隻不過poll向核心傳遞pollfd數組，然後對pollfd中的每個描述符進行poll，相比處理fdset來說，poll效率更高。
poll傳回後，需要對pollfd中的每個元素檢查其revents值，來得知事件是否發生。
第2個參數用于标記數組fds中的結構體元素的總數量。
第3個參數是poll函數調用阻塞的時間，機關為毫秒。
2.2傳回值
>0: 數組fds中準備好讀、寫或出錯狀态的那些socket描述符的總數量。
==0: 數組fds中沒有任何socket描述符準備好讀、寫，或出錯；此時poll逾時，逾時時間是timeout毫秒；換句話說，如果所檢測的 socket描述符上沒有任何事件發生的話，那麼poll()函數會阻塞timeout所指定的毫秒時間長度之後傳回，如果timeout==0，那麼 poll() 函數立即傳回而不阻塞，如果timeout==INFTIM，那麼poll() 函數會一直阻塞下去，直到所檢測的socket描述符上的感興趣的事件發 生是才傳回，如果感興趣的事件永遠不發生，那麼poll()就會永遠阻塞下去。
-1: poll函數調用失敗，同時會自動設定全局變量errno。
如果待檢測的socket描述符為負值，則對這個描述符的檢測就會被忽略，也就是不會對成員變量events進行檢測，在events上注冊的事件也會被忽略，poll()函數傳回的時候，會把成員變量revents設定為0，表示沒有事件發生。
另外，poll() 函數不會受到socket描述符上的O_NDELAY标記和O_NONBLOCK标記的影響和制約，也就是說，不管socket是阻塞的還是非阻塞 的，poll()函數都不會收到影響；而select()函數則不同，select()函數會受到O_NDELAY标記和O_NONBLOCK标記的影 響，如果socket是阻塞的socket，則調用select()跟不調用select()時的效果是一樣的，socket仍然是阻塞式TCP通信，相反，如果socket是非阻塞的socket，那麼調用select()時就可以實作非阻塞式TCP通信。
是以poll() 函數的功能和傳回值的含義與 select() 函數的功能和傳回值的含義是完全一樣的，兩者之間的差别就是内部實作方式不一樣。
2.3事件标記
經常檢測的事件标記： POLLIN/POLLRDNORM(可讀)、POLLOUT/POLLWRNORM(可寫)、POLLERR(出錯)。
如果是對一個描述符上的多個事件感興趣的話，可以把這些常量标記之間進行按位或運算。例如：對socket描述符fd上的讀、寫、異常事件感興趣，就可以這樣做：
struct pollfd fds;
fds[nIndex].events=POLLIN | POLLOUT | POLLERR；
當 poll()函數傳回時，要判斷所檢測的socket描述符上發生的事件，可以這樣做：
struct pollfd fds;
檢測可讀TCP連接配接請求：
if((fds[nIndex].revents & POLLIN) == POLLIN) {
//接收資料/調用accept()接收連接配接請求
}
檢測可寫：
if((fds[nIndex].revents & POLLOUT) == POLLOUT) {
//發送資料
}
檢測異常：
if((fds[nIndex].revents & POLLERR) == POLLERR) {
//異常處理
}
3.epoll函數
int epoll_create(int size);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
3.1參數說明
epoll主要包含epoll_create, epoll_ctl以及epoll_wait三個函數。
epoll_create函數建立epoll檔案描述符，參數size并不是限制了epoll所能監聽的描述符最大個數，隻是對核心初始配置設定内部資料結構的一個建議。
當建立好epoll句柄後，會占用一個fd值，在linux下可以通過"cat /proc/程序id/fd/" 檢視。是以在使用完epoll後，必須調用close()關閉，否則可能導緻fd被耗盡。
使用例子：int epfd = epoll_create(int size);
epoll_ctl事件注冊函數，控制對指定描述符fd執行op操作。
第1個參數是epoll_create()的傳回值；
第2個參數表示動作，使用如下三個宏來表示：
EPOLL_CTL_ADD //注冊新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD //修改已經注冊的fd的監聽事件；
EPOLL_CTL_DEL //從epfd中删除一個fd；
第3個參數是需要監聽的fd。
第4個參數是告訴核心需要監聽什麼事件。events可以是下面幾個宏的集合：
EPOLLIN //表示對應的檔案描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT //表示對應的檔案描述符可以寫；
EPOLLPRI //表示對應的檔案描述符有緊急的資料可讀（這裡應該表示有帶外資料到來）；
EPOLLERR //表示對應的檔案描述符發生錯誤；
EPOLLHUP //表示對應的檔案描述符被挂斷；
EPOLLET //将epoll設為邊緣觸發(Edge Triggered)模式，這是相對于水準觸發(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT //隻監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，
//需要再次把這個socket加入到epoll隊列裡。
當對方關閉連接配接(FIN), EPOLLERR，都可以認為是一種EPOLLIN事件，在read的時候分别有0，-1兩個傳回值。
使用例子：
struct epoll_event ev;
ev.data.fd=listenfd; //設定與要處理的事件相關的檔案描述符
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; //設定要處理的事件類型
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev); //注冊epoll事件
epoll_wait等待epfd上的io事件，最多傳回maxevents個事件。
第1個參數是epoll_create()的傳回值，即生成的epoll專用的檔案描述符；
第2個參數是用于回傳代處理事件的數組；
第3個參數是每次能處理的事件數，用于告訴核心這個events有多大，maxevents的值不能大于建立epoll_create()時的size；
第4個參數是等待I/O事件發生的逾時時間。機關是毫秒，0會立即傳回，-1将不确定，也有說法說是永久阻塞。
epoll_wait運作的原理是：等侍注冊在epfd上的socket fd的事件的發生，如果發生則将發生的socket fd和事件類型放入到events數組中。并且将注冊在epfd上的socket fd的事件類型給清空，是以如果下一個循環你還要關注這個socket fd的話，則需要用epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, listenfd, &ev)來重新設定socket fd的事件類型。這時不用EPOLL_CTL_ADD,因為socket fd并未清空，隻是事件類型清空。這一步非常重要。
3.2傳回值
epoll_create傳回一個epoll專用的檔案描述符。它其實是在核心申請一空間，用來存放你想關注的socket fd上是否發生以及發生了什麼事件。
epoll_ctl執行成功時傳回0； 失敗傳回-1.
epoll_wait傳回需要處理的事件數目，若傳回0則表示已逾時。
3.3與select&poll的差別
在 select/poll中，程序隻有在調用一定的方法後，核心才對所有監視的檔案描述符進行掃描，而epoll事先通過epoll_ctl()來注冊一 個檔案描述符，一旦基于某個檔案描述符就緒時，核心會采用類似callback的回調機制，迅速激活這個檔案描述符，當程序調用epoll_wait() 時便得到通知。
epoll與select、poll不同，首先，其不用每次調用都向核心拷貝事件描述資訊，在第一次調用後，事件資訊就會與對應的epoll描述符關聯起來。其次，epoll不是通過輪詢，而是通過在等待的描述符上注冊回調函數，當事件發生時，回調函數負責把發生的事件存儲在就緒事件連結清單中，最後寫到使用者空間。
epoll傳回後，該參數指向的緩沖區中即為發生的事件，對緩沖區中每個元素進行處理即可，而不需要像poll、select那樣進行輪詢檢查。
3.4epoll的優點
1. 監視的描述符數量不受限制，它所支援的FD上限是最大可以打開檔案的數目，這個數字一般遠大于2048,舉個例子,在1GB記憶體的機器上大約是10萬左 右，具體數目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般來說這個數目和系統記憶體關系很大。select的最大缺點就是程序打開的fd是有數量限制的。這對于連接配接數量比較大的伺服器來說根本不能滿足。雖然也可以選擇多程序的解決方案( Apache就是這樣實作的)，不過雖然linux上面建立程序的代價比較小，但仍舊是不可忽視的，加上程序間資料同步遠比不上線程間同步的高效，是以也不是一種完美的方案。
2. IO的效率不會随着監視fd的數量的增長而下降。epoll不同于select和poll輪詢的方式，而是通過每個fd定義的回調函數來實作的。隻有就緒的fd才會執行回調函數。
3. 支援電平觸發和邊沿觸發（隻告訴程序哪些檔案描述符剛剛變為就緒狀态，它隻說一遍，如果我們沒有采取行動，那麼它将不會再次告知，這種方式稱為邊緣觸發）兩種方式，理論上邊緣觸發的性能要更高一些，但是代碼實作相當複雜。
4. mmap加速核心與使用者空間的資訊傳遞。epoll是通過核心與使用者空間mmap同一塊記憶體，避免了無謂的記憶體拷貝。
3.5epoll的模型
EPOLL事件有兩種模型 Level Triggered (LT) 和 Edge Triggered (ET)：
LT(level triggered，水準觸發模式)是預設的工作方式，并且同時支援 block 和 non-block socket。在這種做法中，核心告訴你一個檔案描述符是否就緒了，然後你可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果你不作任何操作，核心還是會繼續通知你的，是以，這種模式程式設計出錯誤可能性要小一點。傳統的select/poll都是這種模型的代表。
ET(edge-triggered，邊緣觸發模式)是高速工作方式，隻支援no-block socket。在這種模式下，當描述符從未就緒變為就緒時，核心通過epoll告訴你。然後它會假設你知道檔案描述符已經就緒，并且不會再為那個檔案描述符發送更多的就緒通知，等到下次有新的資料進來的時候才會再次出發就緒事件。
![muduo中的抽象類Poller[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)