Linux后台网络编程中select/poll/epoll的比较分析

一.select

1.概述

select本质是通过设置或检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步的处理。会阻塞，直到有一个或多个I/O就绪。

监视的文件描述符分为三类set，每一种对应不同的事件。readfds、writefds和exceptfds是指向描述符集的指针。

readfds列出的文件描述符被监视是否有数据可供读取。（可读）

writefds列出的文件描述符被监视是否有写入操作完成。（可写）

exceptfds列出的文件描述符被监视是否发生异常，或无法控制的数据是否可用。（仅仅用于socket）

这三类set为NULL时，select()不监视其对应的该类事件。

select()成功返回时，每组set都被修改以使它只包含准备好的I/O描述符。

其缺点：(a)单个进程可监视的fd数量被限制；

(b)需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大；

(c)对fd进行扫描是线性的，fd剧增后，IO效率较低，因为每次调用都对fd进行线性扫描遍历，所以随着fd的增加会造成遍历速度慢的性能问题；

(d)内核需要将消息传递用户空间，需要内核拷贝动作；

(e)最大支持1024个fd。

2.实战

server端代码，文件名为：select-server.c

 #include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define MAXBUF 1024
/************关于本文档********************************************
*filename: select-server.c
*purpose: 演示网络异步通讯、select用法，这是服务器端程序
*Note: 任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途
* 但请遵循GPL
*Thanks to: Google.com
*Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力
* 科技站在巨人的肩膀上进步更快！感谢有开源前辈的贡献！
*********************************************************************/

int main(int argc, char **argv)
{
    int sockfd, new_fd;
    socklen_t len;
    struct sockaddr_in my_addr, their_addr;
    unsigned int myport, lisnum;
    char buf[MAXBUF + 1];
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    int retval, maxfd = -1;

    if (argv[1])
        myport = atoi(argv[1]);
    else
        myport = 7838;

    if (argv[2])
        lisnum = atoi(argv[2]);
    else
        lisnum = 2;

    if ((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror(“socket”);
        exit(1);
    }

    bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));
    my_addr.sin_family = PF_INET;
    my_addr.sin_port = htons(myport);
    if (argv[3])
        my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);
    else
        my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(struct sockaddr))
        == -1) {
        perror(“bind”);
        exit(1);
    }

    if (listen(sockfd, lisnum) == -1) {
        perror(“listen”);
        exit(1);
    }

    while (1) {
        printf
            (“\n—-等待新的连接到来开始新一轮聊天……\n”);
        len = sizeof(struct sockaddr);
        if ((new_fd =
            accept(sockfd, (struct sockaddr *) &their_addr,
                    &len)) == -1) {
            perror(“accept”);
            exit(errno);
        } else
            printf(“server: got connection from %s, port %d, socket %d\n”,
                  inet_ntoa(their_addr.sin_addr),
                  ntohs(their_addr.sin_port), new_fd);

        /* 开始处理每个新连接上的数据收发 */
        printf
            (“\n准备就绪，可以开始聊天了……直接输入消息回车即可发信息给对方\n”);
        while (1) {
            /* 把集合清空 */
            FD_ZERO(&rfds);
            /* 把标准输入(stdin)句柄0加入到集合中 */
            FD_SET(0, &rfds);
            maxfd = 0;
            /* 把当前连接(socket)句柄new_fd加入到集合中 */
            FD_SET(new_fd, &rfds);
            if (new_fd > maxfd)
                maxfd = new_fd;
            /* 设置最大等待时间 */
            tv.tv_sec = 1;
            tv.tv_usec = 0;
            /* 开始等待 */
            retval = select(maxfd + 1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
            if (retval == -1) {
                printf(“将退出，select出错！ %s”, strerror(errno));
                break;
            } else if (retval == 0) {
                /* printf
                  (“没有任何消息到来，用户也没有按键，继续等待……\n”); */
                continue;
            } else {
          /*判断当前IO是否是stdin*/
                if (FD_ISSET(0, &rfds)) {
                    /* 用户按键了，则读取用户输入的内容发送出去 */
                    bzero(buf, MAXBUF + 1);
                    fgets(buf, MAXBUF, stdin);
                    if (!strncasecmp(buf, “quit”, 4)) {
                        printf(“自己请求终止聊天！\n”);
                        break;
                    }
                    len = send(new_fd, buf, strlen(buf) – 1, 0);
                    if (len > 0)
                        printf
                            (“消息:%s\t发送成功，共发送了%d个字节！\n”,
                            buf, len);
                    else {
                        printf
                            (“消息’%s’发送失败！错误代码是%d，错误信息是’%s’\n”,
                            buf, errno, strerror(errno));
                        break;
                    }
                }
          /*判断当前IO是否是来自socket*/
                if (FD_ISSET(new_fd, &rfds)) {
                    /* 当前连接的socket上有消息到来则接收对方发过来的消息并显示 */
                    bzero(buf, MAXBUF + 1);
                    /* 接收客户端的消息 */
                    len = recv(new_fd, buf, MAXBUF, 0);
                    if (len > 0)
                        printf
                            (“接收消息成功:’%s’，共%d个字节的数据\n”,
                            buf, len);
                    else {
                        if (len < 0)
                            printf
                                (“消息接收失败！错误代码是%d，错误信息是’%s’\n”,
                                errno, strerror(errno));
                        else
                            printf(“对方退出了，聊天终止\n”);
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        close(new_fd);
        /* 处理每个新连接上的数据收发结束 */
        printf(“还要和其它连接聊天吗？(no->退出)”);
        fflush(stdout);
        bzero(buf, MAXBUF + 1);
        fgets(buf, MAXBUF, stdin);
        if (!strncasecmp(buf, “no”, 2)) {