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02.08 多路文件IO

思维导图1:
思维导图2:

高效处理多路文件IO:select、poll和epoll模型详解

在现代网络编程中,高效地监视多个文件描述符的IO状态(如可读、可写、异常)是至关重要的。本文将详细介绍三种常用的多路文件IO模型:select、poll和epoll,并比较它们的优缺点和适用场景。

目标

我们的目标是实现一个高效的系统,能够同时监视多个文件描述符的IO状态,以便及时响应各种网络事件。

select模型

工作流程

  1. 创建并初始化描述符集合

    • 创建一个描述符集合,用于存放需要监视的描述符。

  2. 调用select

    • 使用select函数监视描述符集合中的文件描述符,检查它们是否处于可读、可写或异常状态。

  3. 检查描述符状态

    • 检查服务器套接字、标准输入流和客户端套接字是否激活。

函数原型

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

poll模型

工作流程

  1. 创建并初始化pollfd数组

    • 创建一个pollfd数组,用于存放需要监视的描述符。

  2. 调用poll

    • 使用poll函数监视pollfd数组中的文件描述符,检查它们是否处于可读、可写或异常状态。

  3. 遍历检查revents

    • 遍历pollfd数组,检查每个描述符的revents字段,判断其状态。

函数原型

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

epoll模型

工作流程

  1. 创建epfd

    • 使用epoll_create函数创建一个监视列表,用于存放需要监视的描述符。

  2. 添加/修改/删除监视描述符

    • 使用epoll_ctl函数向监视列表中添加、修改或删除描述符。

  3. 调用epoll_wait

    • 使用epoll_wait函数监视监视列表中的描述符,返回就绪的描述符数量。

  4. 直接获取激活事件的数组

    • 遍历返回的事件数组,处理每个就绪的描述符。

函数原型

int epoll_create(int size);
int epoll_create1(int flags);
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);

总结

  • select模型:适用于描述符数量较少的场景,但在描述符数量较多时性能会下降。

  • poll模型:解决了select模型中描述符数量限制的问题,但在大量描述符时仍然存在性能瓶颈。

  • epoll模型:在Linux系统中表现最佳,适用于高并发场景,能够高效地处理大量描述符。

通过对比这三种模型,我们可以根据具体需求选择最适合的多路文件IO模型,以实现高效的网络编程。


http://www.kler.cn/a/539909.html

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