⾯经C++ select poll epoll

select poll epoll 三者的区别

1.select poll epoll的区别
select函数原型 int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
第一个参数是maxfd+1最大的文件描述符+1，也就是内核返回的FD_SET需要用户扫描那些文件描述符就绪的范围。FD_SET是一个位图大小1024,可以在系统中更改上限。
第二个参数是读时间FDSET，第三个参数写事件FDSET，第四个异常事件FDSET，三四参数一般传NULL就行，最后一个超时时间，-1代表阻塞等待，0代表永不超时，大于0的值就是超时时间。
select返回-1代表异常，然后error number被设置。
select方法的跨平台性很好，可以支持很多平台。缺点一是可以监听的连接上限是1024，缺点二每一次都需要传入FDSET到内核中，上下文切换开销大。缺点三内核每次都返回被内核修改后的FDSET，每次都需要重置FDSET。缺点四不知道哪一个FD准备就绪，需要遍历所有的FDSET判断。
poll函数原型 int poll(struct pollfd fds, nfds_t nfds, int timeout);
第一个参数是一个pollfd结构体数组，第二个参数是fd数组的大小，第三个超时时间和select一样。
struct pollfd {
int fd; / 文件描述符 /
short events; / 需要监视的事件 /
short revents; / 已经发生的事件 */
};
revents字段内核修改，用户遍历pollfds数组然后判断revents处理事件后，修改为默认值，再重新返回给内核监听。
优点：1.突破了select的的文件描述符的上限。2.解决了select每一次都需要重置的缺点，只需要修改revents字段。
缺点：1.还是没有解决内核态到用户态上下文切换的开销，还是需要复制结构体数组。2.还是需要遍历结构体数组来处理就绪的事件。
epoll函数原型
相较于之前的两个方法，epoll有三个方法：
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);
crate方法是创建一个可以监听size大小的epoll实例，现在size已经被弃用，传入的size只要大于0就可以了。
ctl方法可以对event_poll结构体上面的红黑树管理的fd进行添加删除和修改。
wait方法是一个阻塞方法，当有时间就绪的时候才返回，返回具体就绪事件的个数。
struct epoll_event {
__uint32_t events; / Epoll events /
epoll_data_t data; / User data variable */
};
typedef union epoll_data {
void *ptr;
int fd;
__uint32_t u32;
__uint64_t u64;
} epoll_data_t;
在epoll_create创建一个epoll实例的时候，内核中就创建了与之对应的event_poll结构体，该结构体包含主要的两个部分：rb_tree和rdlist双端队列。红黑树用来管理需要监听的事件列表。双端队列中就是已经就绪的事件。并且为每一个epitem注册的回调函数。当有事件准备就绪，内核先将红黑树的该节点根据回调方法添加到事件准备就绪队列，然后再返回给用户，用户通过epoll_wait返回的events数组拿到所有已经就绪的事件，并且开始处理。
epoll的优点：1.监听没有上限。2.不需要上下文的多次切换。3.不需要遍历监听的文件描述符，返回的是已经就绪的fd。

epoll还有两个不同的触发模式，LT(level triggered)水平触发和ET(edge triggered)边缘触发模式。
在水平触发模式下，只要条件满足（例如，缓冲区可读或可写），epoll_wait 就会不断返回该事件，直到应用程序显式地清除这些条件。
LT 模式类似于传统的 poll 行为，它会持续通知应用程序，直到应用程序读取或写入数据，改变了文件描述符的状态。
边缘触发模式在状态发生变化时只通知一次。例如，如果缓冲区可读，应用程序没有读取数据，那么在下一次 epoll_wait 调用时，不会再次收到该事件的通知，除非有新的数据到达。
ET 模式需要应用程序使用非阻塞 I/O 并正确处理返回事件，因为它只在状态改变时提供通知。