三种模式的简介与比较.ppt

1、select、poll和epoll三种通信模式的比较，主要介绍这三种模式的基本内容，以及它们的优缺点，选择出现的原因，首先看看下面的代码：int iResult=recv(s，buffer，1024)；这用于接收数据。在默认阻塞模式下的套接字中，recv将在那里被阻塞，直到套接字连接上有可读的数据，并且recv函数将在将数据读入缓冲区后返回，否则它将一直在那里被阻塞。在单线程程序中，这种情况会导致主线程(单线程程序中只有一个默认主线程)被阻塞，因此整个程序被锁定在这里。如果没有数据发送，程序将被永远锁定。这个问题可以通过多线程来解决，但是在多套接字连接的情况下，这不是一个好的选择，并且可扩展性

2、非常差。查看代码：int iresult=ioctl套接字(s，fiobio，(无符号长*)。无论套接字连接上是否有任何可以接收的数据，recv的这个调用都会立即返回。原因是我们使用ioctlsocket将套接字设置为非阻塞模式。但是，如果您继续下去，您会发现recv没有数据就立即返回，但是它也返回了一个错误：WSAEWOULDBLOCK，这意味着请求的操作没有成功完成。许多人可能会说，反复调用recv并检查返回值，直到它成功，但这是低效和昂贵的。选择模型似乎可以解决上述问题。选择模型的关键是有序地管理和调度多个套接字。函数原型：int选择(int nfds，FD _ set * readfd

3、s，FD _ set * writefds，FD _ set * exceptfds，结构超时*超时)；Nfds:整数变量，它比所有文件描述符集的最大值大1(为什么它比1大，因为文件描述符从0开始计数，0代表这里的数字)。readfds:文件描述符监控文件集中是否有任何文件需要读取数据。Writefds:文件描述符，可由recv()读取，read()等。监视文件集中的任何文件是否有要写入的数据，并且可以通过send()、write()等读取。excepted FDS:monitor file set time out中是否有错误：设置当被监视文件集中的事件没有发生时的最长等待时间，关于fd_s

4、et 1的一些说明。将此集合清空；将文件句柄添加到此集合中；检查是否设置了文件句柄；fd_set是一组文件描述符(fd)。因为fd_set类型的长度在不同的平台上是不同的，所以应该使用一组标准的宏定义来处理这些变量：FD _ set；Fd_ZERO(/*判断Fd是否可用是真*/至于选择函数的具体用法，我在此不再赘述。选择功能的优点和缺点：目前几乎所有平台都支持选择，它良好的跨平台支持也是它的优点之一。事实上，从现在开始，这也是它仅存的几个优势之一。缺点：有两个致命的缺点。select的一个缺点是，单个进程可以监控的文件描述符的数量有一个最大限制，在Linux上通常是1024，但是这个限制可以通

5、过修改宏定义或者甚至重新编译内核来提高。此外，存储大量文件描述符的select()维护的数据结构随着文件描述符数量的增加而线性增加。同时，由于网络响应时间的延迟，大量的TCP连接处于非活动状态，但是调用select()会线性扫描所有的套接字，因此也浪费了一定的开销。，poll()函数，int poll(结构pollfd * FDS，nfds _ tnfds，int超时)；struct pollfd int fd/*文件描述符*/短事件；/*请求的事件*/短事件；/*返回的事件*/值和事件的含义POLLIN有数据传入，文件描述符可读POLLPRI有紧急数据传入POLLOUT文件可写POLLRDH

6、UP流套接字半封闭POLLERR错误发生POLLHUP封闭POLLNVAL非法请求POLLRDNORM与POLLIN相同(它也被写出)，POLLRDBAND优先级数据可读POLLWRNORM有POLLOUT相同(汗！)可以写入POLLWRBAND优先级数据，轮询功能的优点和缺点：优点(改进):与选择相比，轮询提高了fdset大小的限制。poll不再使用fdset数组结构，而是使用pollfd，因此用户可以自定义非常大的pollfd数组。这种pollfd数组在内核中的表现形式是poll_list链表，因此没有1024的限制：此外，poll与select没有太大区别，主要原因是池与select相同

7、，它们对应的内核函数是sys_poll，所以随着文件描述符数量的增加，它的复制开销线性增加。同时，由于网络响应时间的延迟，大量的TCP连接处于非活动状态，也就是说，当文件描述符很大时，轮询的效率相当低。虽然它可以增加描述符的数量，但效率问题更为严重。与选择和投票相比，Epoll有以下优点：1 .支持一个进程打开大量的套接字描述符(FD)选择。最让人无法忍受的是，进程打开的函数是有限的，它是由函数设置的，默认值是2048。对于拥有数万个连接的即时消息服务器来说，这显然太少了。此时，您可以选择修改宏并重新编译内核，但是数据也指出这会降低网络的效率。其次，您可以选择多流程解决方案(传统的Apache

8、解决方案)。然而，尽管在linux上创建进程的成本相对较低，但它是不可忽视的。此外，进程间的数据同步远不如线程间的同步有效，因此它不是一个完美的解决方案。然而，Epoll没有这个限制。它支持的FD限制是可以打开的最大文件数，通常比2048大得多。例如，在一台有1GB内存的机器上，它大约有100，000左右。具体数字可通过cat /proc/sys/fs/file-max查看。一般来说，这个数字与系统内存有很大关系。2.输入输出效率并不随输入输出数的增加而线性下降。传统选择/轮询的另一个致命弱点是，当您有一个很大的套接字集时，由于网络延迟，任何时候只有一些套接字是活动的，但是每次选择/轮询的调用

9、都会线性扫描所有的套接字集，导致效率线性下降。但是epoll没有这个问题，它只在活动套接字上运行，这是因为epoll是根据内核实现中每个fd上的回调函数来实现的。然后，只有活动套接字会主动调用回调函数，而其他空闲套接字不会。此时，epoll实现了一个伪AIO，因为此时驱动力在操作系统内核中。在某些基准测试中，如果所有套接字基本上都是活动的，例如，在高速局域网环境中，epoll并不比select/poll更有效。相反，如果epoll_ctl使用过多，效率会略有下降。然而，一旦使用空闲连接来模拟广域网环境，epoll的效率就远远高于选择/轮询。总的来说，选择/投票的缺点如下：1 .参数应该在每次调

10、用时从用户模式中重复读取。2.每次调用文件描述符时重复扫描它。3.每次调用开始时，将当前进程放入每个文件描述符的等待队列中。呼叫完成后，该流程将从每个等待队列中删除。epoll的改进：当执行epoll_create和epoll_ctrl时，用户模式的信息被保存到内核模式，因此即使重复调用epoll_wait，参数也不会被重复复制，文件描述符将被扫描，当前进程将被重复放入/退出等待队列。这样，就避免了上述三个缺点。当然，支持打开大量套接字描述符(FD)的过程也是一种改进。以上是对互联网上三种模式的分析。写完程序后，让我解释一下我对这三种模式的理解：(个人理解，如果有错误，我还是希望改正的)无选择

11、或轮询，它们的功能都在一个while循环中，每次都会被调用。通过do_select和do_poll函数，我们可以知道每次这两个函数扫描整个文件描述符时，当有更多的文件描述符时，效率自然会降低，然后再看epoll。它在循环之外创建epoll_create，然后添加事件epoll_ctl。之后，循环中只有一个epoll_wait。也就是说，epoll正在等待，并且生成文件描述符，也就是说，它直接连接到这个函数。在这种情况下，不需要遍历整个文件描述符，因此效率自然很高。随着epoll的使用，epoll有两种工作模式，分别询问LT和ET级触发(也称为条件触发)LT:只要条件满足，就触发一个事件(只要数

12、据没有被获取，内核就会不断通知你)。edge触发的)ET:每当状态改变时触发一个事件，epoll，所使用的数据结构：type def union epoll _ data void * ptr；int fd_ uint32 _ t u32_ uint 64 _ t64；epoll _ data _ t；struct epoll_event _uint32t事件；epoll_data_t数据；结构epoll_event用于注册感兴趣的事件并返回要处理的事件，而epoll_data complex用于保存与触发事件的文件描述符相关的数据。epoll_event事件表示感兴趣的事件和触发的事件。可能

13、的值如下：对应于epollIN:的文件描述符可以读取对应于epollOUT:的文件描述符可以写入紧急数据EPOLLERR:文件描述符错误EPOLLHUP:文件描述符被挂起，EPOLL的三个功能，EPOLL的接口非常简单，总共有三个功能：1。创建整数(整数大小)；创建一个epoll句柄，大小用来告诉内核有多少侦听器。该参数不同于select()中的第一个参数，并给出最大监听的fd 1值。应该注意，创建epoll句柄后，它将占用一个fd值。如果您在linux下查看/proc/进程id/fd/您可以看到这个fd。因此，在使用epoll之后，您必须调用close()来关闭它，否则fd可能会用尽。2。i

14、nt epoll_ctl(int epfd、int op、int fd、struct epoll _ event *事件)；Epoll的事件注册功能不同于select()，它告诉内核在侦听事件时要侦听哪种类型的事件，但会先注册要侦听的事件类型。第一个参数是epoll_create()的返回值，第二个参数代表操作，由三个宏表示：EPOLL_CTL_ADD:将新fd注册到epfdEpall _ CTL _ mod:修改已注册fd的监控事件；Epall _ CTL _ del:从epfd中删除一个FD；第三个参数是需要监控的fd，第四个参数是告诉内核什么需要监控。结构事件的结构如下：结构事件事件ui

15、nt32事件。/* Epoll事件*/epoll_data_t数据；/*用户数据变量*/；事件可以是下列宏的集合：EPOLLIN:表示可以读取相应的文件描述符(包括正常关闭相反的SOCKET)；EPOLLOUT:表示可以写入相应的文件描述符；EPOLLPRI:表示相应的文件描述符有紧急数据要读取(这里应该表示带外数据即将到来)；EPOLLERR:表示相应的文件描述符有错误；表示相应的文件描述符被挂起；EPOLLET:将EPOLL设置为边沿触发模式，相对于电平触发模式。EPOLLONESHOT:只监控一次事件。如果在监视此事件后需要继续监视此套接字，则需要再次将此套接字添加到EPOLL队列中。3.int po