• I/O多路复用


    1、使用场景

      IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取,它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合:

      (1)当客户处理多个描述字时(一般是交互式输入和网络套接字),必须使用I/O复用。

      (2)当一个客户同时处理多个套接口时,而这种情况是可能的,但很少出现。

      (3)如果一个TCP服务器既要处理监听套接口,又要处理已连接套接口,一般也要用到I/O复用。

      (4)如果一个服务器即要处理TCP,又要处理UDP,一般要使用I/O复用。

      (5)如果一个服务器要处理多个服务或多个协议,一般要使用I/O复用。

      与多进程和多线程技术相比,I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小,系统不必创建进程/线程,也不必维护这些进程/线程,从而大大减小了系统的开销。

    不同IO模式比较:

    select poll 移植性好,但单进程监视的文件数过多会性能不佳,不适合用于大并发

    select的问题:

    (1)被监控的fds集合限制为1024

    (2)fds集合需要从用户空间拷贝到内核空间

    (3)当被监控的fds中某些有数据可读的时候,无法直接从通知中得到有可读事件的fds列表,而需要遍历整个fds来收集

    poll使用pollfd结构而不是select的fd_set结构,解决问题(1)

    水平触发,边缘触发:通知进程的方式

    1. LT模式

    LT(level triggered)是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的。

    2. ET模式

    ET(edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如,你在发送,接收或者接收请求,或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误)。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once)

    ET模式在很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数,因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的时候,必须使用非阻塞套接口,以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。

    参考:

    Linux IO模式及 select、poll、epoll详解

    大话 Select、Poll、Epoll

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