I/O多路复用（select poll epoll）

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

调用后select函数会阻塞，直到有描述符就绪（有数据 可读、可写、或者有except），或者超时（timeout指定等待时间，如果立即返回设为null即可），函数返回。

当select函数返回后，可以 通过遍历fdset，来找到就绪的描述符

优点：

1. select目前几乎在所有的平台上支持，其良好跨平台支持也是它的一个优点。

缺点：

1. 单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，它由FD_SETSIZE设置，默认值是1024。 可以通过修改宏定义甚至重新编译内核的方式提升这一限制，但 是这样也会造成效率的降低。

2. fd集合在内核被置位过，与传入的fd集合不同，不可重用。 重复进行FD_ZERO(&rset); FD_SET(fds[i],&rset);操作

3. 每次调⽤用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大。

4. 同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd标志位，O(n)的时间复杂度，这个开销在fd很多时也很大。

poll

不同与select使用三个位图bitmap来表示三个fdset的方式，poll使用一个 pollfd的指针实现。

优点：

1. poll用pollfd数组代替了bitmap，没有最大数量限制。（解决select缺点1）

2. 利用结构体pollfd，每次置位revents字段，每次只需恢复revents即可。pollfd可重用。（解决select缺点2）

缺点：

1. 每次调⽤用poll，都需要把pollfd数组从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大。（同select缺点3）

2. 和select函数一样，poll返回后，需要轮询pollfd来获取就绪的描述符。事实上，同时连接的大量客户端在一时刻可能只有很少的处于就绪状态，因此随着监视的描述符数量的增长，其效率也会线性下降。（同select）

epoll

epoll更加灵活，没有描述符限制，epoll使用一个文件描述符管理多个描述符，将用户关系的文件描述符的事件存放到内核的一个事件表中，这样在用户空间和内核空间的copy只需一次。

每一个epoll对象都有一个独立的eventpoll结构体，用于存放通过epoll_ctl方法向epoll对象中添加进来的事件。这些事件都会挂载在红黑树中，如此，重复添加的事件就可以通过红黑树而高效的识别出来(红黑树的插入时间效率是lgn，其中n为树的高度)。

而所有添加到epoll中的事件都会与设备(网卡)驱动程序建立回调关系，也就是说，当相应的事件发生时会调用这个回调方法。这个回调方法在内核中叫ep_poll_callback,它会将发生的事件添加到rdlist双链表中。

当调用epoll_wait检查是否有事件发生时，只需要检查eventpoll对象中的rdlist双链表中是否有epitem元素即可。如果rdlist不为空，则把发生的事件复制到用户态，同时将事件数量返回给用户 。

优点：

1. 监视的描述符数量不受限制

2. epoll是内核空间用一个 红黑树维护所有的fd，epoll_wait 通过回调函数内核会将 I/O 准备好的描述符加入到一个链表中管理，只把就绪的fd用链表复制到用户空间。

3. IO的效率不会随着监视fd的数量的增长而下降。epoll不同于select和poll轮询的方式，而是通过每个fd定义的回调函数来实现的