Selector和Epoll区别

select原理

原理还是轮询所有文件描述符

1. 将文件描述符集合fd_set从用户空间拷贝到内核空间，进入内核态
2. 遍历所有文件描述符，对每个文件描述符调用poll()，该函数返回一组标准的掩码，其各个位指示相应的文件描述符的就绪状态（全为0表示没有任何事件就绪）
3. 根据掩码对fd_set进行赋值，如果没有文件就绪且时间未到则会进入短暂的睡眠
4. 然后恢复并再次对fd_set轮询调用poll()，直到有文件就绪或者时间到达。
5. 如果有文件就绪，函数就返回，将fd_set再次从内核空间拷贝到用户空间，系统返回用户态，用户就可以对相应的文件进行读和写了

epoll原理

epoll_create()

该函数建立一个epoll句柄

内核在epoll文件系统中建立了一个 file节点
在内核缓冲区 Cache 中建立一棵红黑树和一条双向链表。

红黑树用来存储以后 epoll_ctl() 注册的文件描述符

双向链表用来存放就绪的文件描述符。

epoll_ctl()

该函数是功能是将被监听的文件描述符添加到epoll句柄，或者从epoll句柄中删除，或者更改文件描述符的监听状态

将对应的文件描述符添加到红黑树中，或者从红黑树中删除，当将文件描述添加到红黑树时，并给内核中断函数注册一条回调函数，告诉内核，如果该文件描述符就绪，将其添加到就绪链表中

epoll_wait()

该函数返回就绪的文件描述和就绪数目的大小

该函数观察就绪链表中的数据，有数据就返回，没数据就sleep，直到有事件发生或者事件到达

select 和 epoll对比

1. select有最大并发数量限制，默认数量是1024个

2. select 每次调用需要复制全部的fd，文件描述符集合到内核态，并进行线性遍历。
   消耗时间多，且随着文件描述符集合增加，速度越慢，效率延展性差

3. epoll 没有最大并发数量限制，依赖于系统所能打开的最大文件数目限制

4. 只有已经就绪的文件才会主动触发回调函数，效率和文件数目大小无关，性能延展性好

5. epoll中的epoll_ctl contol控制

   1. 可以对文件描述符进行添加和删除操作
   2. 这样就避免了像select那样每次都要复制全部的fd到内核空间
   3. 但是增加，删除和修改也要考虑时间复杂度，明显红黑树就是一个非常好的数据结构。

总结

（1）select，poll实现需要自己不断轮询所有fd集合，直到设备就绪，期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll其实也需要调用epoll_wait不断轮询就绪链表，期间也可能多次睡眠和唤醒交替，但是它是设备就绪时，调用回调函数，把就绪fd放入就绪链表中，并唤醒在epoll_wait中进入睡眠的进程。虽然都要睡眠和交替，但是select和poll在“醒着”的时候要遍历整个fd集合，而epoll在“醒着”的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了，这节省了大量的CPU时间。这就是回调机制带来的性能提升。

（2）select，poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把current往设备等待队列中挂一次，而epoll只要一次拷贝，而且把current往等待队列（红黑树）上挂也只挂一次（在epoll_wait的开始，注意这里的等待队列并不是设备等待队列，只是一个epoll内部定义的等待队列）。这也能节省不少的开销。