看這個(gè)一次讀懂 Select、Poll、Epoll IO復(fù)用技術(shù) 文章來(lái)簡(jiǎn)單理解下，如果不是很明白的話，可以參考下面轉(zhuǎn)的知乎上面白話文列子

作者：Leslie
鏈接：https://www.zhihu.com/question/32163005/answer/76577586
來(lái)源：知乎
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

要弄清問(wèn)題 先要知道問(wèn)題的出現(xiàn)原因
原因:
由于進(jìn)程的執(zhí)行過(guò)程是線性的(也就是順序執(zhí)行),當(dāng)我們調(diào)用低速系統(tǒng)I/O(read,write,accept等等),進(jìn)程可能阻塞,此時(shí)進(jìn)程就阻塞
在這個(gè)調(diào)用上,不能執(zhí)行其他操作.阻塞很正常. 接下來(lái)考慮這么一個(gè)問(wèn)題:一個(gè)服務(wù)器進(jìn)程和一個(gè)客戶端進(jìn)程通信,服務(wù)器端read(sockfd1,bud,bufsize),此時(shí)客戶端進(jìn)程沒(méi)有發(fā)送數(shù)據(jù),那么read(阻塞調(diào)用)將阻塞直到客戶端調(diào)用write(sockfd,but,size)
發(fā)來(lái)數(shù)據(jù). 在一個(gè)客戶和服務(wù)器通信時(shí)這沒(méi)什么問(wèn)題,當(dāng)多個(gè)客戶與服務(wù)器通信時(shí),若服務(wù)器阻塞于其中一個(gè)客戶sockfd1,當(dāng)另一個(gè)客戶的數(shù)據(jù)到達(dá)套接字sockfd2時(shí),服務(wù)器不能處理,仍然阻塞在read(sockfd1,...)上;此時(shí)問(wèn)題就出現(xiàn)了,不能及時(shí)處理另一個(gè)客戶的
服務(wù),咋么辦?I/O多路復(fù)用來(lái)解決!I/O多路復(fù)用:繼續(xù)上面的問(wèn)題,有多個(gè)客戶連接,sockfd1,sockfd2,sockfd3..sockfdn同時(shí)監(jiān)聽(tīng)這n個(gè)客戶,當(dāng)其中有一個(gè)發(fā)來(lái)消息時(shí)就從select的阻塞中返回,然后就調(diào)用read讀取收到消息的sockfd,然后又循環(huán)回select
阻塞;
這樣就不會(huì)因?yàn)樽枞谄渲幸粋€(gè)上而不能處
理另一個(gè)客戶的消息

Q:
那這樣子，在讀取socket1的數(shù)據(jù)時(shí)，如果其它socket有數(shù)據(jù)來(lái)，那么也要等到socket1讀取完了才能繼續(xù)讀取其它socket的數(shù)據(jù)吧。那不是也阻塞住了嗎？而且讀取到的數(shù)據(jù)也要開(kāi)啟線程處理吧，那這和多線程IO有什么區(qū)別呢？

A:
1.CPU本來(lái)就是線性的 不論什么都需要順序處理 并行只能是多核CPU
http://2.io多路復(fù)用本來(lái)就是用來(lái)解決對(duì)多個(gè)I/O監(jiān)聽(tīng)時(shí),一個(gè)I/O阻塞影響其他I/O的問(wèn)題,跟多線程沒(méi)關(guān)系.
3.跟多線程相比較,線程切換需要切換到內(nèi)核進(jìn)行線程切換,需要消耗時(shí)間和資源. 而I/O多路復(fù)用不需要切換線/進(jìn)程,效率相對(duì)較高,特別是對(duì)高并發(fā)的應(yīng)用nginx就是用I/O多路復(fù)用,故而性能極佳.但多線程編程邏輯和處理上比I/O多路復(fù)用簡(jiǎn)單.而I/O多路復(fù)用處理起來(lái)較為復(fù)雜.

作者：匿名用戶
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這些名詞比較繞口，理解涵義就好。一個(gè)epoll場(chǎng)景：一個(gè)酒吧服務(wù)員（一個(gè)線程），前面趴了一群醉漢，突然一個(gè)吼一聲“倒酒”（事件），你小跑過(guò)去給他倒一杯，然后隨他去吧，突然又一個(gè)要倒酒，你又過(guò)去倒上，就這樣一個(gè)服務(wù)員服務(wù)好多人，有時(shí)沒(méi)人喝酒，服務(wù)員處于空閑狀態(tài)，可以干點(diǎn)別的玩玩手機(jī)。至于epoll與select，poll的區(qū)別在于后兩者的場(chǎng)景中醉漢不說(shuō)話，你要挨個(gè)問(wèn)要不要酒，沒(méi)時(shí)間玩手機(jī)了。io多路復(fù)用大概就是指這幾個(gè)醉漢共用一個(gè)服務(wù)員。

作者：levin
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IO 多路復(fù)用是5種I/O模型中的第3種，對(duì)各種模型講個(gè)故事，描述下區(qū)別：

故事情節(jié)為：老李去買(mǎi)火車(chē)票，三天后買(mǎi)到一張退票。參演人員（老李，黃牛，售票員，快遞員），往返車(chē)站耗費(fèi)1小時(shí)。

1.阻塞I/O模型

老李去火車(chē)站買(mǎi)票，排隊(duì)三天買(mǎi)到一張退票。

耗費(fèi)：在車(chē)站吃喝拉撒睡 3天，其他事一件沒(méi)干。

2.非阻塞I/O模型

老李去火車(chē)站買(mǎi)票，隔12小時(shí)去火車(chē)站問(wèn)有沒(méi)有退票，三天后買(mǎi)到一張票。

耗費(fèi)：往返車(chē)站6次，路上6小時(shí)，其他時(shí)間做了好多事。

3.I/O復(fù)用模型

1.select/poll

老李去火車(chē)站買(mǎi)票，委托黃牛，然后每隔6小時(shí)電話黃牛詢問(wèn)，黃牛三天內(nèi)買(mǎi)到票，然后老李去火車(chē)站交錢(qián)領(lǐng)票。

耗費(fèi)：往返車(chē)站2次，路上2小時(shí)，黃牛手續(xù)費(fèi)100元，打電話17次

2.epoll

老李去火車(chē)站買(mǎi)票，委托黃牛，黃牛買(mǎi)到后即通知老李去領(lǐng)，然后老李去火車(chē)站交錢(qián)領(lǐng)票。

耗費(fèi)：往返車(chē)站2次，路上2小時(shí)，黃牛手續(xù)費(fèi)100元，無(wú)需打電話

4.信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O模型

老李去火車(chē)站買(mǎi)票，給售票員留下電話，有票后，售票員電話通知老李，然后老李去火車(chē)站交錢(qián)領(lǐng)票。

耗費(fèi)：往返車(chē)站2次，路上2小時(shí)，免黃牛費(fèi)100元，無(wú)需打電話

5.異步I/O模型

老李去火車(chē)站買(mǎi)票，給售票員留下電話，有票后，售票員電話通知老李并快遞送票上門(mén)。

耗費(fèi)：往返車(chē)站1次，路上1小時(shí)，免黃牛費(fèi)100元，無(wú)需打電話

1同2的區(qū)別是：自己輪詢

2同3的區(qū)別是：委托黃牛

3同4的區(qū)別是：電話代替黃牛

4同5的區(qū)別是：電話通知是自取還是送票上門(mén)

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作者：羅志宇
鏈接：https://www.zhihu.com/question/32163005/answer/55772739
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這個(gè)還是很好說(shuō)清楚的。

假設(shè)你是一個(gè)機(jī)場(chǎng)的空管， 你需要管理到你機(jī)場(chǎng)的所有的航線， 包括進(jìn)港，出港， 有些航班需要放到停機(jī)坪等待，有些航班需要去登機(jī)口接乘客。

你會(huì)怎么做?

最簡(jiǎn)單的做法，就是你去招一大批空管員，然后每人盯一架飛機(jī)， 從進(jìn)港，接客，排位，出港，航線監(jiān)控，直至交接給下一個(gè)空港，全程監(jiān)控。

那么問(wèn)題就來(lái)了：

• 很快你就發(fā)現(xiàn)空管塔里面聚集起來(lái)一大票的空管員，交通稍微繁忙一點(diǎn)，新的空管員就已經(jīng)擠不進(jìn)來(lái)了。
• 空管員之間需要協(xié)調(diào)，屋子里面就1, 2個(gè)人的時(shí)候還好，幾十號(hào)人以后 ，基本上就成菜市場(chǎng)了。
• 空管員經(jīng)常需要更新一些公用的東西，比如起飛顯示屏，比如下一個(gè)小時(shí)后的出港排期，最后你會(huì)很驚奇的發(fā)現(xiàn)，每個(gè)人的時(shí)間最后都花在了搶這些資源上。

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現(xiàn)實(shí)上我們的空管同時(shí)管幾十架飛機(jī)稀松平常的事情， 他們?cè)趺醋龅哪?#xff1f;
他們用這個(gè)東西

這個(gè)東西叫flight progress strip. 每一個(gè)塊代表一個(gè)航班，不同的槽代表不同的狀態(tài)，然后一個(gè)空管員可以管理一組這樣的塊（一組航班），而他的工作，就是在航班信息有新的更新的時(shí)候，把對(duì)應(yīng)的塊放到不同的槽子里面。

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這個(gè)東西現(xiàn)在還沒(méi)有淘汰哦，只是變成電子的了而已。。

是不是覺(jué)得一下子效率高了很多，一個(gè)空管塔里可以調(diào)度的航線可以是前一種方法的幾倍到幾十倍。

如果你把每一個(gè)航線當(dāng)成一個(gè)Sock(I/O 流), 空管當(dāng)成你的服務(wù)端Sock管理代碼的話.

第一種方法就是最傳統(tǒng)的多進(jìn)程并發(fā)模型 (每進(jìn)來(lái)一個(gè)新的I/O流會(huì)分配一個(gè)新的進(jìn)程管理。)
第二種方法就是I/O多路復(fù)用 (單個(gè)線程，通過(guò)記錄跟蹤每個(gè)I/O流(sock)的狀態(tài)，來(lái)同時(shí)管理多個(gè)I/O流 。)

其實(shí)“I/O多路復(fù)用”這個(gè)坑爹翻譯可能是這個(gè)概念在中文里面如此難理解的原因。所謂的I/O多路復(fù)用在英文中其實(shí)叫 I/O multiplexing. 如果你搜索multiplexing啥意思，基本上都會(huì)出這個(gè)圖：

于是大部分人都直接聯(lián)想到"一根網(wǎng)線，多個(gè)sock復(fù)用" 這個(gè)概念，包括上面的幾個(gè)回答， 其實(shí)不管你用多進(jìn)程還是I/O多路復(fù)用， 網(wǎng)線都只有一根好伐。多個(gè)Sock復(fù)用一根網(wǎng)線這個(gè)功能是在內(nèi)核＋驅(qū)動(dòng)層實(shí)現(xiàn)的。

重要的事情再說(shuō)一遍： I/O multiplexing 這里面的 multiplexing 指的其實(shí)是在單個(gè)線程通過(guò)記錄跟蹤每一個(gè)Sock(I/O流)的狀態(tài)(對(duì)應(yīng)空管塔里面的Fight progress strip槽)來(lái)同時(shí)管理多個(gè)I/O流. 發(fā)明它的原因，是盡量多的提高服務(wù)器的吞吐能力。

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是不是聽(tīng)起來(lái)好拗口，看個(gè)圖就懂了.

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在同一個(gè)線程里面， 通過(guò)撥開(kāi)關(guān)的方式，來(lái)同時(shí)傳輸多個(gè)I/O流， (學(xué)過(guò)EE的人現(xiàn)在可以站出來(lái)義正嚴(yán)辭說(shuō)這個(gè)叫“時(shí)分復(fù)用”了）。

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什么，你還沒(méi)有搞懂“一個(gè)請(qǐng)求到來(lái)了，nginx使用epoll接收請(qǐng)求的過(guò)程是怎樣的”， 多看看這個(gè)圖就了解了。提醒下，ngnix會(huì)有很多鏈接進(jìn)來(lái)， epoll會(huì)把他們都監(jiān)視起來(lái)，然后像撥開(kāi)關(guān)一樣，誰(shuí)有數(shù)據(jù)就撥向誰(shuí)，然后調(diào)用相應(yīng)的代碼處理。

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了解這個(gè)基本的概念以后，其他的就很好解釋了。

select, poll, epoll 都是I/O多路復(fù)用的具體的實(shí)現(xiàn)，之所以有這三個(gè)鬼存在，其實(shí)是他們出現(xiàn)是有先后順序的。

I/O多路復(fù)用這個(gè)概念被提出來(lái)以后， select是第一個(gè)實(shí)現(xiàn) (1983 左右在BSD里面實(shí)現(xiàn)的)。

select 被實(shí)現(xiàn)以后，很快就暴露出了很多問(wèn)題。

• select 會(huì)修改傳入的參數(shù)數(shù)組，這個(gè)對(duì)于一個(gè)需要調(diào)用很多次的函數(shù)，是非常不友好的。
• select 如果任何一個(gè)sock(I/O stream)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)，select 僅僅會(huì)返回，但是并不會(huì)告訴你是那個(gè)sock上有數(shù)據(jù)，于是你只能自己一個(gè)一個(gè)的找，10幾個(gè)sock可能還好，要是幾萬(wàn)的sock每次都找一遍，這個(gè)無(wú)謂的開(kāi)銷(xiāo)就頗有海天盛筵的豪氣了。
• select 只能監(jiān)視1024個(gè)鏈接， 這個(gè)跟草榴沒(méi)啥關(guān)系哦，linux 定義在頭文件中的，參見(jiàn)FD_SETSIZE。
• select 不是線程安全的，如果你把一個(gè)sock加入到select, 然后突然另外一個(gè)線程發(fā)現(xiàn)，尼瑪，這個(gè)sock不用，要收回。對(duì)不起，這個(gè)select 不支持的，如果你喪心病狂的竟然關(guān)掉這個(gè)sock, select的標(biāo)準(zhǔn)行為是。。呃。。不可預(yù)測(cè)的， 這個(gè)可是寫(xiě)在文檔中的哦.

“If a file descriptor being monitored by select() is closed in another thread, the result is unspecified”
霸不霸氣

于是14年以后(1997年）一幫人又實(shí)現(xiàn)了poll, poll 修復(fù)了select的很多問(wèn)題，比如

• poll 去掉了1024個(gè)鏈接的限制，于是要多少鏈接呢， 主人你開(kāi)心就好。
• poll 從設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō)，不再修改傳入數(shù)組，不過(guò)這個(gè)要看你的平臺(tái)了，所以行走江湖，還是小心為妙。

其實(shí)拖14年那么久也不是效率問(wèn)題， 而是那個(gè)時(shí)代的硬件實(shí)在太弱，一臺(tái)服務(wù)器處理1千多個(gè)鏈接簡(jiǎn)直就是神一樣的存在了，select很長(zhǎng)段時(shí)間已經(jīng)滿足需求。

但是poll仍然不是線程安全的， 這就意味著，不管服務(wù)器有多強(qiáng)悍，你也只能在一個(gè)線程里面處理一組I/O流。你當(dāng)然可以那多進(jìn)程來(lái)配合了，不過(guò)然后你就有了多進(jìn)程的各種問(wèn)題。

于是5年以后, 在2002, 大神 Davide Libenzi 實(shí)現(xiàn)了epoll.

epoll 可以說(shuō)是I/O 多路復(fù)用最新的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，epoll 修復(fù)了poll 和select絕大部分問(wèn)題, 比如：

• epoll 現(xiàn)在是線程安全的。
• epoll 現(xiàn)在不僅告訴你sock組里面數(shù)據(jù)，還會(huì)告訴你具體哪個(gè)sock有數(shù)據(jù)，你不用自己去找了。

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epoll 當(dāng)年的patch，現(xiàn)在還在，下面鏈接可以看得到：
/dev/epoll Home Page

貼一張霸氣的圖，看看當(dāng)年神一樣的性能（測(cè)試代碼都是死鏈了， 如果有人可以刨墳找出來(lái)，可以研究下細(xì)節(jié)怎么測(cè)的).

橫軸Dead connections 就是鏈接數(shù)的意思，叫這個(gè)名字只是它的測(cè)試工具叫deadcon. 縱軸是每秒處理請(qǐng)求的數(shù)量，你可以看到，epoll每秒處理請(qǐng)求的數(shù)量基本不會(huì)隨著鏈接變多而下降的。poll 和/dev/poll 就很慘了。

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可是epoll 有個(gè)致命的缺點(diǎn)。。只有l(wèi)inux支持。比如BSD上面對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)是kqueue。

其實(shí)有些國(guó)內(nèi)知名廠商把epoll從安卓里面裁掉這種腦殘的事情我會(huì)主動(dòng)告訴你嘛。什么，你說(shuō)沒(méi)人用安卓做服務(wù)器，尼瑪你是看不起p2p軟件了啦。

而ngnix 的設(shè)計(jì)原則里面， 它會(huì)使用目標(biāo)平臺(tái)上面最高效的I/O多路復(fù)用模型咯，所以才會(huì)有這個(gè)設(shè)置。一般情況下，如果可能的話，盡量都用epoll/kqueue吧。

詳細(xì)的在這里:
Connection processing methods

PS: 上面所有這些比較分析，都建立在大并發(fā)下面，如果你的并發(fā)數(shù)太少，用哪個(gè)，其實(shí)都沒(méi)有區(qū)別。 如果像是在歐朋數(shù)據(jù)中心里面的轉(zhuǎn)碼服務(wù)器那種動(dòng)不動(dòng)就是幾萬(wàn)幾十萬(wàn)的并發(fā)，不用epoll我可以直接去撞墻了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IO多路复用select,poll epoll以及区别的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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