select、poll、epoll之间的区别

select:它仅仅知道了,有 I/O 事件发生了,却并不知道是哪那几个流(可能有一个,多个, 甚至全部),我们只能无差别轮询所有流,找出能读出数据,或者写入数据的流,对他们进行 操作。所以select 具有 O(n)的无差别轮询复杂度,同时处理的流越多,无差别轮询时间就 越长。它是基于数组来存储的,它有最大连接数的限制。

poll:poll 本质上和 select 没有区别,它将用户传入的数组拷贝到内核空间,然后查询每个 fd 对应的设备状态, 但是它没有最大连接数的限制,原因是它是基于链表来存储的.

epoll:epoll 可以理解为 event poll,不同于忙轮询和无差别轮询,epoll 会把哪个流发生了 怎样的 I/O 事件通知我们。所以我们说 epoll 实际上是事件驱动(每个事件关联上 fd)的, 此时我们对这些流的操作都是有意义的。(复杂度降低到了 O(1)),通过红黑树和双链表数 据结构,并结合回调机制,造就了 epoll 的高效,epoll_create(),epoll_ctl()和 epoll_wait()系统调用。

  • select和poll都只提供了一个函数:select或者poll函数
  • 而epoll提供了三个函数,epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait,epoll_create是创建一个epoll句柄;epoll_ctl是注册要监听的事件类型;epoll_wait则是等待事件的产生。

水平触发和边缘触发的区别

这就要从 epoll 的实现方式说起了。epoll 有一棵红黑树用来管理你感兴趣的或者说是监控的文件描述符,这样不需要像 select 和 poll 一样每次把所有的文件描述符从用户空间拷贝到内核空间,而是通过 epoll_ctl 来进行修改。除了一棵红黑树外 还有一个就绪列表,如果文件描述符就绪 比如网络包到达,对应文件描述符加入就绪列表,调用 epoll_wait 从就绪列表拿到就绪文件描述符。

image.png

水平触发也就条件触发,就是只要我这个文件满足条件,就一直触发。例如只要可读,后续调用 epoll_wait 时候会一直触发直到不可读。 (会被重新加入就绪列表

所以对于水平触发,只要一直可读就一直触发,但是触发次数多了,调用epoll_wait影响性能。

边缘触发只触发一次,容易遗漏事件, 所以你要保证你把所有数据读完为止 一般是多次读直到不可读或者多次写直到数据写完。

水平触发的触发条件

水平触发(level-triggered,也被称为条件触发)LT: 只要满足条件,就触发一个事件(只要有数据没有被获取,内核就不断通知你)

边缘触发的触发条件

边缘触发(edge-triggered)ET: 每当状态变化时,触发一个事件。

  • 当文件描述符关联的读内核缓冲区由空转化为非空的时候,则发出可读信号进行通知,
  • 当文件描述符关联的内核写缓冲区由满转化为不满的时候,则发出可写信号进行通知

两者的区别在哪里呢?水平触发是只要读缓冲区有数据,就会一直触发可读信号,而边缘触发仅仅在空变为非空的时候通知一次,

//水平触发
ret = read(fd, buf, sizeof(buf));

//边缘触发
while(true) {
    ret = read(fd, buf, sizeof(buf);
    if (ret == EAGAIN) break;
}

java nio使用的是水平触发还是边缘触发?

是水平出发,一旦注册read事件,如果不读取数据,select后会一直返回channel对应的SelectionKey

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