Linux 高性能服务器编程——I/O复用

问题聚焦：

    前篇提到了I/O处理单元的四种I/O模型。

    本篇详细介绍实现这些I/O模型所用到的相关技术。

    核心思想：I/O复用

---

使用情景：

• 客户端程序要同时处理多个socket。
• 客户端程序要同时处理用户输入和网络连接。
• TCP服务器要同时处理监听socket和连接socket，这是使用最多的场合。
• 服务器要同时处理TCP请求和UDP请求。
• 服务器要同时监听多个端口或者处理多种服务。

主要技术：

• select
• poll
• epoll

---

select系统调用

作用：

    在一段指定时间内，监听用户感兴趣的文件描述符的可读、可写和异常等事件。

    

select API

原型：

#include <sys/select.h>
int select ( int nfds, fd_set* readfds, fde_set* writefds, fd_set* exceptfds, struct timeval* timeout );

函数说明：

• nfds： 指定被监听的文件描述符的总数，通常为所有文件描述符中的最大值+1
• readfds、writefds 、exceptfds： 可读、可写和异常等事件对应的文件描述符集合。
• fd_set结构：仅包含一个整型数组，该数组的每个元素的每一位标记了一个文件描述符。fd_set能容纳的文件描述符数量由FD_SETSIZE指定，这就限制了select能同时处理的文件描述符的总量。

       select中的fd_set集合容量的限制为FD_SETSIZE，一般为1024 。修改它，需要重新编译内核。

fd_set相关的位操作：

#include <sys/select.h>
FD_ZERO( fd_set *fdset );
FD_SET( int fd, fd_set *fdset );
FD_CLR( int fd, fd_set *fdset );
int FD_ISSET( int fd, fd_set *fdset );

• timeout：设置select的超时时间。这是timeval结构指针，用来告诉内核select等待多久。不过我们不能完全信任select调用返回后的timeout值，比如调用失败时，timeout值是不确定的。timeval结构体如下：

struct timeval
{
     long tv_sec;       \秒数
     long tv_usec;     \微秒
}

       如果给timeout变量的tv_sec成员和tv_usec成员都传递0，则select将立即返回。如果给timeout传递NULL，则select将一直阻塞，直到某个文件描述符就绪。

返回状态：

• select成功时返回就绪（可读、可写和异常）文件描述符的总数。
• 如果在超时时间内没有任何文件描述符就绪，select将返回0。
• select失败时返回-1并设置errno。
• 如果select 等待期间，程序接收到信号，则select立即返回-1，并设置errno为EINTR。

文件描述符就绪条件

可读：

• socket内核接收缓冲区中的字节数大于或等于其低水位标记SO_RCVLOWAT。此时我们可以无阻塞地对该socket，并且读操作返回的字节数大于0。
• socket通信的对方关闭连接，此时读操作返回0。
• 监听socket上有新的连接请求。
• socekt上有未处理的错误，此时我们可以使用getsockopt来读取和清除该错误。

可写：

• socket内核发送缓冲区中的可用字节数大于或等于其低水位标记SO_SNDLOWAT。此时我们可以无阻塞地写该socket，并且写操作返回的字节数大于0。
• socket的写操作被关闭。对写操作被关闭的socket执行写操作将出发一个SIGPIPE信号。
• socket使用非阻塞connect连接成功或者失败之后。
• socket上有未处理的错误，此时我们可以使用getsockopt来读取和清除该错误。

异常：

• socket上接收到带外数据。

处理带外数据

socket上接收到普通数据和带外数据都将使select返回，但socket处于不同的就绪状态：前者处于可读状态，后者处于异常状态。

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

int main( int argc, char* argv[] )
{
        if( argc <= 2 )
        {
            printf( "usage: %s ip_address port_number
", basename( argv[0] ) );
            return 1;    
        }
        const char* ip = argv[1];
        int port = atoi( argv[2] );
        printf( "ip is %s and port is %d
", ip, port );
        
        int ret = 0;
        struct sockaddr_in address;
        bzero( &address, sizeof( address ) );
        address.sin_family = AF_INET;
        inet_pton( AF_INET, ip, &address.sin_addr );
        address.sin_port = htons( port );

        int listenfd = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
        assert( listenfd >= 0 );

        ret = bind( listenfd, ( struct sockaddr* )&address, sizeof( address ) );
        assert( ret != -1 );

        ret = listen( listenfd, 5 );
        assert( ret != -1 );

        struct sockaddr_in client_address;
        socklen_t client_addrlength = sizeof( client_address );
        int connfd = accept( listenfd, ( struct sockaddr* )&client_address, &client_addrlength );
        if ( connfd < 0 )
        {
             printf( "errno is: %d
", errno );
             close( listenfd );
        }

        char remote_addr[INET_ADDRSTRLEN];
        printf( "connected with ip: %s and port: %d
",
                 inet_ntop( AF_INET, &client_address.sin_addr, remote_addr, INET_ADDRSTRLEN ), 
                ntohs( client_address.sin_port ) );

        char buf[1024];
        fd_set read_fds;
        fd_set exception_fds;

        FD_ZERO( &read_fds );
        FD_ZERO( &exception_fds );

        int nReuseAddr = 1;
        setsockopt( connfd, SOL_SOCKET, SO_OOBINLINE, &nReuseAddr, sizeof( nReuseAddr ) );
        while( 1 )
        {
            memset( buf, '', sizeof( buf ) );   
            /* 每次调用select前都要重新在readfds和exception_fds中设置文件描述符connfd，因为事件发生之后，文件描述符集合将被内核修改 */
            FD_SET( connfd, &read_fds );
            FD_SET( connfd, &exception_fds );

            ret = select( connfd + 1, &read_fds, NULL, &exception_fds, NULL );
            printf( "select one
" );
            if ( ret < 0 )
            {
                 printf( "selection failure
" );
                 break;
            }
	    
            /* 对于可读事件，采用普通的recv函数读取数据 */
            if ( FD_ISSET( connfd, &read_fds ) )
            {
                ret = recv( connfd, buf, sizeof( buf )-1, 0 );
                if( ret <= 0 )
                {
                    break;
                }
                printf( "get %d bytes of normal data: %s
", ret, buf );
            }
            /* 对于异常事件，采用带MSG_OOB标志的recv函数读取带外数据 */
            else if( FD_ISSET( connfd, &exception_fds ) )
            {
                ret = recv( connfd, buf, sizeof( buf )-1, MSG_OOB );
                if( ret <= 0 )
                {
                    break;
                }
                printf( "get %d bytes of oob data: %s
", ret, buf );
             }

        }

 close( connfd );
 close( listenfd );
 return 0;
}

---

poll系统调用

作用：和select类型，也是在指定时间内轮询一定数量的文件描述符，以测试其中是否有就绪者。

原型：

#include <poll.h>
int poll ( struct pollfd* fds, nfds_t nfds, int timeout );

函数说明：

• fds：一个pollfd结构类型的数组，指定我们所感兴趣的文件描述符上发生的可读，可写和异常事件。

pollfd结构：

struct pollfd
{
    int fd;                /* 文件描述符 */
    short events;    /* 注册的事件 */
    short revents;    /* 实际发生的事件，由内核填充 */
}

其中，fd成员指定文件描述符；events 成员告诉poll监听fd上的哪些事件，它是一系列事件的按位或；revents成员则由内核修改，以通知应用程序fd上实际发生了哪些事件。 poll 支持的事件类型如下：

• nfds ：指定被监听事件集合fds的大小。其类型nfds_t 的定义如下：

typedef unsigned long int nfds_t;

• timeout ：指定poll的超时值，单位是毫秒。当timeout 为-1时，poll调用将永远阻塞，直到某个事件发生；当timeout为0时，poll调用将立即返回。

poll系统调用轮询描述符的数量的限制：一个进程所能打开的最大文件描述符有关。可以通过调整内核参数、ulimit -n命令、setrlimit函数。

• 一个系统所能打开的文件描述符的最大数也是有限制的，跟内存有关，可以通过 /proc/sys/fs/file-max 调整。
• 一个进程所能打开的文件描述符最大值，可以通过调整内核参数、ulimit -n命令、setrlimit函数。

---

epoll系列系统调用

特点：

    一组函数完成任务

    epoll把用户关心的文件描述符上的事件放在内核里的一个事件表中，从而无须像select和poll那样每次调用都要重复传入文件描述符集或事件集。

    需要一个额外的文件描述来唯一标识内核中的这个事件表。

文件描述符的创建：

#include <sys/epoll.h>
int epoll_create ( int size );

该函数返回的文件描述符将用作其他所有epoll系统调用的第一个参数，以指定要访问的内核事件表。

操作内核事件表：

#include <sys/epoll.h>
int epoll_ctl ( int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event );

函数说明：

fd：要操作的文件描述符

op：指定操作类型

操作类型：

    EPOLL_CTL_ADD：往事件表中注册fd上的事件

    EPOLL_CTL_MOD：修改fd上的注册事件

    EPOLL_CTL_DEL：删除fd上的注册事件

event：指定事件，它是epoll_event结构指针类型

epoll_event定义：

struct epoll_event
{
    __unit32_t events;    /* epoll事件 */
    epoll_data_t data;    /* 用户数据 */
};

结构体说明：

events：描述事件类型，和poll支持的事件类型基本相同（两个额外的事件：EPOLLET和EPOLLONESHOT，高效运作的关键）

data成员：存储用户数据

typedef union epoll_data
{
    void* ptr;              /* 指定与fd相关的用户数据 */
    int fd;                   /* 指定事件所从属的目标文件描述符 */
    uint32_t u32;
    uint64_t u64;
} epoll_data_t;

epoll_wait函数

主要接口

作用：在一段时间内，等待一组文件描述符上的事件

原型：

#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait ( int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout );

函数说明：

返回：成功时返回就绪的文件描述符的个数，失败时返回-1并设置errno

timeout：与poll相同

maxevents：指定最多监听多少个事件

events：检测到事件，将所有就绪的事件从内核事件表中复制到它的第二个参数events指向的数组中。与poll的区别（见下面的demo）

poll和epoll在使用上的差别：

/* 索引poll返回的就绪文件描述符 */
/* 方式：遍历，检查标志位 */
int ret = poll ( fds, MAX_EVENT_NUMBER, -1 );
for ( int i = 0; i < MAX_EVENT_NUMBER; ++i )
{
    if ( fds[i].revents & POLLIN )
    {
        int sockfd = fds[i].fd;
        /* 处理sockfd */
    }
}

/*  索引epoll返回的就绪文件描述符 */
/* 方式：遍历 */
int ret = epoll_wait ( epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1 );
for ( int i = 0; i < ret; i++ )
{
    int sockfd = events[i].data.fd;
    /* sockfd必然就绪，直接处理 */
}

LT和ET模式

对文件操作符的操作模式：

• LT：电平触发，默认的工作模式。当epoll_wait检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序可以不立即处理该事件。这样，当应用程序下一次调用epoll_wait时，epoll_wait还会再次向应用程序通告此事件，直到该事件被处理。
• ET：边沿触发，高效工作模式。文件描述符注册为EPOLLET事件，当epoll_wait检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序必须立即处理该事件，因为后续的epoll_wait调用将不再向应用程序通知这一事件。

区别：ET模式在很大程度上降低了同一个epoll事件被重复出发的参数，因此效率要比LT模式高。

注意：ET 模式要求socket为非阻塞模式，如果是阻塞的，那么读或写操作将会因为没有后续事件而一直处于阻塞状态（饥渴状态）。LT模式可以是阻塞或者非阻塞。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
#define BUFFER_SIZE 10

int setnonblocking(int fd);
void addfd(int epollfd, int fd, bool enable_et);
void lt(epoll_event *events, int number, int epollfd, int listenfd);
void et(epoll_event *events, int number, int epollfd, int listenfd);

/*
 * 用telnet到这个服务端程序上，并一次传输超过10字节(BUFFER_SIZE的大小)的数据，
 * 然后比较LT和ET的异同，会发现ET比LT下事件被触发的次数少很多。
*/
int main(int argc, char **argv)
{
	if (argc != 3) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s ip port
", basename(argv[0]));
		return 1;
	}
	
	const char *ip = argv[1];
	int port = atoi(argv[2]);
	
	int ret = 0;
	
	struct sockaddr_in address;
	bzero(&address, sizeof(address));
	address.sin_family = AF_INET;
	address.sin_port = htons(port);
	inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
	
	int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	assert(sockfd >= 0);
	
	int reuse = 1;
	setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));
	
	ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
	assert(ret != -1);
	
	ret = listen(sockfd, 5);
	assert(ret != -1);
	
	epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
	int epollfd = epoll_create(5);
	assert(epollfd != -1);
	
	addfd(epollfd, sockfd, true);
	
	while (1) {
		int ret = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1);
		if (ret < 0) {
			fprintf(stderr, "epoll failed: %s
", strerror(errno));
			break;
		}
		
		//lt(events, ret, epollfd, sockfd);		//LT模式
		et(events, ret, epollfd, sockfd);		//ET模式
	}
	close(epollfd);
	close(sockfd);
	
	return 0;
}

//设置非阻塞文件描述符
int setnonblocking(int fd)
{
	int old_option = fcntl(fd, F_GETFL);
	int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
	fcntl(fd, F_SETFL, new_option);
	return old_option;
}

//将描述符fd的EPOLLIN注册到epollfd提示的epoll内核事件中，参数enable_et指定是否启用ET模式
void addfd(int epollfd, int fd, bool enable_et)
{
	epoll_event event;
	event.data.fd = fd;
	event.events = EPOLLIN;
	
	if (enable_et) {
		event.events |= EPOLLET;
	}
	
	epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
	
	setnonblocking(fd);
}

//LT模式
void lt(epoll_event *events, int number, int epollfd, int listenfd)
{
	char buf[BUFFER_SIZE];
	
	for (int i = 0; i < number; i++) {
		int sockfd = events[i].data.fd;
		if (sockfd == listenfd) {
			struct sockaddr_in client_address;
			socklen_t client_addrlength = sizeof(client_address);
			
			int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addrlength);
			addfd(epollfd, connfd, false);
		}
		else if (events[i].events & EPOLLIN) {		//只要socket读缓存中还有未读出的数据，就会被触发
			printf("event trigger once
");
			memset(buf, '', BUFFER_SIZE);
			
			int ret = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE-1, 0);
			if (ret <= 0) {
				close(sockfd);
				continue;
			}
			
			printf("get %d bytes of content: %s
", ret, buf);
		}
		else {
			printf("something else happened
");
		}
	}
}

//ET模式
void et(epoll_event *events, int number, int epollfd, int listenfd)
{
	char buf[BUFFER_SIZE];
	
	for (int i = 0; i < number; i++) {
		int sockfd = events[i].data.fd;
		if (sockfd == listenfd) {
			struct sockaddr_in client_address;
			socklen_t client_addrlength = sizeof(client_address);
			
			int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addrlength);
			addfd(epollfd, connfd, true);
		}
		else if (events[i].events & EPOLLIN) {
			printf("event trigger once
");
			int ret = 0;
			
			//因为ET模式不会重复触发，所以我们要循环读取所有数据
			while (1) {
				memset(buf, '', BUFFER_SIZE);
								
				ret = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE-1, 0);
				if (ret < 0) {
					//对于非阻塞I/O，下面的条件成立时表示数据已全部读取完毕
					if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
						printf("read later!
");
						break;
					}
					
					close(sockfd);
					break;
				}
				else if (ret == 0) {
					close(sockfd);
				}
				else {
					printf("get %d bytes of content: %s
", ret, buf);
				}
				
			}
			
		}
		else {
			printf("something else happened
");
		}
	}
	
}

EPOLLONESHOT事件

使用场合：

        一个线程在读取完某个socket上的数据后开始处理这些数据，而数据的处理过程中该socket又有新数据可读，此时另外一个线程被唤醒来读取这些新的数据。于是，就出现了两个线程同时操作一个socket的局面。可以使用epoll的EPOLLONESHOT事件实现一个socket连接在任一时刻都被一个线程处理。

作用：

       对于注册了EPOLLONESHOT事件的文件描述符，操作系统最多触发其上注册的一个可读、可写或异常事件，且只能触发一次，除非我们使用epoll_ctl函数重置该文件描述符上注册 的EPOLLONESHOT事件。

使用：

       注册了EPOLLONESHOT事件的socket一旦被某个线程处理完毕，该线程就应该立即重置这个socket上的EPOLLONESHOT事件，以确保这个socket下一次可读时，其EPOLLIN事件能被触发，进而让其他工作线程有机会继续处理这个socket。

效果：

       尽管一个socket在不同事件可能被不同的线程处理，但同一时刻肯定只有一个线程在为它服务，这就保证了连接的完整性，从而避免了很多可能的竞态条件。

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>

#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
#define BUFFER_SIZE 1024
struct fds
{
   int epollfd;
   int sockfd;
};

int setnonblocking( int fd )
{
    int old_option = fcntl( fd, F_GETFL );
    int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
    fcntl( fd, F_SETFL, new_option );
    return old_option;
}

/*将fd上的EPOLLIN和EPOLLET事件注册到epollfd指示的epoll内核事件表中，参数oneshot指定是否注册fd上的EPOLLONESHOT事件*/
void addfd( int epollfd, int fd, bool oneshot )
{
    epoll_event event;
    event.data.fd = fd;
    event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    if( oneshot )
    {
        event.events |= EPOLLONESHOT;
    }
    epoll_ctl( epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event );
    setnonblocking( fd );
}

/*重置fd上的事件。这样操作之后，尽管fd上的EPOLLONESHOT事件被注册，但是操作系统仍然会触发fd上的EPOLLIN事件，且只触发一次  */
void reset_oneshot( int epollfd, int fd )
{
    epoll_event event;
    event.data.fd = fd;
    event.events = EPOLLIN | EPOLLET | EPOLLONESHOT;
    epoll_ctl( epollfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &event );
}

/*工作线程*/
void* worker( void* arg )
{
    int sockfd = ( (fds*)arg )->sockfd;
    int epollfd = ( (fds*)arg )->epollfd;
    printf( "start new thread to receive data on fd: %d
", sockfd );
    char buf[ BUFFER_SIZE ];
    memset( buf, '', BUFFER_SIZE );
	/*循环读取sockfd上的数据，直到遇到EAGAIN错误*/
    while( 1 )
    {
        int ret = recv( sockfd, buf, BUFFER_SIZE-1, 0 );
        if( ret == 0 )
        {
            close( sockfd );
            printf( "foreiner closed the connection
" );
            break;
        }
        else if( ret < 0 )
        {
            if( errno == EAGAIN )
            {
                reset_oneshot( epollfd, sockfd );
                printf( "read later
" );
                break;
            }
        }
        else
        {
            printf( "get content: %s
", buf );
			/*休眠5S，模拟数据处理过程 */
            sleep( 5 );
        }
    }
    printf( "end thread receiving data on fd: %d
", sockfd );
}

int main( int argc, char* argv[] )
{
    if( argc <= 2 )
    {
        printf( "usage: %s ip_address port_number
", basename( argv[0] ) );
        return 1;
    }
    const char* ip = argv[1];
    int port = atoi( argv[2] );

    int ret = 0;
    struct sockaddr_in address;
    bzero( &address, sizeof( address ) );
    address.sin_family = AF_INET;
    inet_pton( AF_INET, ip, &address.sin_addr );
    address.sin_port = htons( port );

    int listenfd = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
    assert( listenfd >= 0 );

    ret = bind( listenfd, ( struct sockaddr* )&address, sizeof( address ) );
    assert( ret != -1 );

    ret = listen( listenfd, 5 );
    assert( ret != -1 );

    epoll_event events[ MAX_EVENT_NUMBER ];
    int epollfd = epoll_create( 5 );
    assert( epollfd != -1 );
	/*注意，监听socket listenfd上是不能注册RPOLLONESHOT事件的，否则应用程序只能处理一个客户连接！因为后续的客户连接请求将不再触发listenfd上的EPOLLIN事件*/
    addfd( epollfd, listenfd, false );

    while( 1 )
    {
        int ret = epoll_wait( epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1 );
        if ( ret < 0 )
        {
            printf( "epoll failure
" );
            break;
        }
    
        for ( int i = 0; i < ret; i++ )
        {
            int sockfd = events[i].data.fd;
            if ( sockfd == listenfd )
            {
                struct sockaddr_in client_address;
                socklen_t client_addrlength = sizeof( client_address );
                int connfd = accept( listenfd, ( struct sockaddr* )&client_address, &client_addrlength );
				/*对每个非监听文件描述符都注册EPOLLONESHOT事件*/
                addfd( epollfd, connfd, true );
            }
            else if ( events[i].events & EPOLLIN )
            {
                pthread_t thread;
                fds fds_for_new_worker;
                fds_for_new_worker.epollfd = epollfd;
                fds_for_new_worker.sockfd = sockfd;
				/*新启动一个工作线程为sockfd服务*/
                pthread_create( &thread, NULL, worker, ( void* )&fds_for_new_worker );
            }
            else
            {
                printf( "something else happened 
" );
            }
        }
    }
    
    close( listenfd );
    close( epollfd );
    return 0;
}

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小结：三组I/O复用函数的比较

系统调用	select	poll	epoll
事件集合	用户通过3个参数分别传入感兴趣的可读、可写及异常等事件， 内核通过对这些参数的在线修改来反馈其中的就绪事件。 这使得用户每次调用select都要重置这3个参数	统一处理所有事件类型，因此只需要一个事件集参数。 用户通过pollfd.events传入感兴趣的事件，内核通过 修改pollfd.revents反馈其中就绪的事件	内核通过一个事件表直接管理用户感兴趣的所有事件。 因此每次调用epoll_wait时，无需反复传入用户感兴趣 的事件。epoll_wait系统调用的参数events仅用来反馈就绪的事件
应用程序索引就绪文件 描述符的时间复杂度	O(n)	O(n)	O(1)
最大支持文件描述符数	一般有最大值限制（FD_SETSIZE 为1024，修改后需重新编译内核)	65535（一个进程所能打开的最大文件描述符数量，ulimit -n或者setrlimit函数）	65535（系统能打开的最大文件描述符数量，/proc/sys/fs/file-max）
工作模式	LT	LT	支持ET高效模式
内核实现和工作效率	采用轮询方式检测就绪事件 时间复杂度：O(n)	采用轮询方式检测就绪事件 时间复杂度：O(n)	采用回调方式检测就绪事件 事件复杂度：O(1)

       对于poll函数，内核每次修改的是pollfd结构体的revents成员，而events成员保持不变，因此下次调用poll时应用程序无须重置pollfd类型的事件集参数。由于每次select和poll调用都返回整个用户注册的事件集合（其中包括就绪的和围酒席的），所以应用程序索引就绪文件描述符的时间复杂度为O(n)。epoll则采用与select和poll完全不同的方式来管理用户注册的事件。它在内核中维护一个事件表，并提供了一个独立的系统调用epoll_ctl来控制往其中添加、删除、修改事件。这样每次epoll_wait调用都直接从该内核事件表中取得用户注册的事件，而无须反复从用户空间读入这些事件。epoll_wait系统调用的events参数仅用来返回就绪的事件，这使得应用程序索引的就绪文件描述符的时间复杂度达到0(1)。

需要说明的是：

       epoll的效率未必一定比select和poll高。当活动连接比较多的时候，epoll_wait的效率未必比select和poll高，因为此时回调函数被触发的过于频繁。所以，epoll_wait适用于连接数量多，但活动连接较少的情况。

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参考资料：

《Linux高性能服务器编程》

from : http://blog.csdn.net/zs634134578/article/details/19929449