select，poll和epoll IO复用函数的比较

三种IO复用函数的区别

　　事件/fd集合：

　　　　select：用户分别传入注册的可读，可写和异常事件对应的fd集合（内置数组，封装成一个结构体），内核对fd集合进行在线修改后返回给用户，通知用户fd上实际发生了哪种事件；fd集合没有将fd和事件绑定，需要提供三个fd集合分别传入和输出可读，可写和异常事件

　　　　poll：用户传入一个可变长数组，数组元素为结构体（含文件描述符fd，注册的事件events，实际发生的事件revents）；内核对revents进行修改反馈给用户，通知用户fd上实际发生了哪些事件；将fd和事件绑定到一起，任何事件都被统一处理；

　　　　epoll：内核维护一个事件表，用户传入一棵红黑树（其元素为一个结构体，内含事件类型和fd），通过红黑树向事件表中添加，删除和修改事件，内核对事件表进行修改，然后将从事件表中取出实际发生的事件复制到链表中（其元素为一个和结构体，内含事件类型和fd）；

 

　　监听的fd的数量：

　　　　select：使用内置数组标识fd集合，由于内置数组的限制，有最大值限制；

　　　　poll：使用可变长数组（vector？有对这里有深入研究的欢迎评论留言指点迷津）表示fd和事件组成的结构体的集合，监听数量可达到65535；

　　　　epoll：使用红黑树表示fd和事件组成的结构体的集合，监听数量可达到65535；

 

　　是否需要重复初始化fd集合：

　　　　select：内核对fd集合进行在线修改，应用程序下次调用都要重置fd集合；

　　　　poll：events 字段设置待检测事件， revents 字段去检测就绪的事件，内核修改结构体的revents成员，而events成员保持不变，应用程序下次调用时不需要重置events成员；

　　　　epoll：内核修改事件表进而修改链表（events），而红黑树保持不变，应用程序下次调用时不许重置红黑树（event）；

 

　　对实际发生的事件对应的fd集合的处理方式：

　　　　select和poll采用轮询的机制，每次调用都要扫描整个注册的fd集合，检测就绪的fd，检测就绪事件的时间复杂度为O（n）；epoll采用的是回调的方式，内核检测到就绪的fd，将触发回调函数，回调函数将fd上对应的事件插入双向链表，最后再将其内容拷贝到用户空间，其检测就绪事件的时间复杂度为O（1）。

　　　　select：返回整个用户注册的事件的集合，用户程序需要要通过遍历内置数组来检测就绪事件（轮询方式）；

　　　　poll：返回整个用户注册的事件的集合，用户程序需要通过遍历revevts来检测就绪事件（轮询方式）；

　　　　epoll：返回实际发生的事件（含事件类型和fd），用户程序通过回调方式检测就绪事件；

 

　　工作模式：

　　　　select：fd为水平触发模式；

　　　　poll：fd为水平触发模式；

　　　　epoll：fd为水平触发模式或者边缘触发模式。

 

　　使用场景：

 　　　　当活动连接比较多时，epoll的效率不一定比poll和select高，因为epoll需要多次触发回调函数；epoll适用于连接数多而活动连接少的情况。

 

三种IO复用函数的相同之处

　　均可同时监听多个fd，并且等待指定的超时时间，直到一个或多个fd上有事件发生，返回就绪的fd的数量。                                                         

 

总结

　　select： fd受限，内置数组的形式使得select的最大fd数量受限于FD_SIZE;

　　　　　   重复初始化，调用select之前需重新初始化fd集合，将fd集合从用户态拷贝到内核态；调用select之后，将fd集合从内核态拷贝到用户态；

　　　　　　轮询排查，将内核修改过的fd集合返回给用户；

　　poll：解决的fd受限（可变长数组）和重复初始化（数组元素为结构体，结构体元素为fd，注册的事件，实际发生的事件，每增加一个fd，就向数组中加入一个结构体，结构体只需要拷贝一次到内核态）的问题；未解决轮询排查的问题；

　　epoll：解决了上述三个问题（红黑树）（内核检测到实际发生的事件，将其添加到链表中，不改变红黑树的结构）（将实际发生的事件返回给用户）。