poll和epoll区别

时间: 2023-12-03 18:04:34 浏览: 69

poll和epoll内核源码剖析

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在Linux系统中，I/O模型是处理并发网络编程的关键部分，而`poll`和`epoll`是两种广泛使用的I/O多路复用技术。它们允许一个进程监控多个文件描述符，等待数据就绪，而无需为每个描述符创建单独的线程。这极大地提高了系统资源的利用率和程序的效率。本文将深入剖析`poll`和`epoll`的内核源码，以揭示其工作原理和优化策略。我们从`poll`开始。`poll`函数通过`pollfd`结构体来定义要监视的文件描述符及其事件类型（读、写、错误等）。当调用`poll`时，内核会遍历所有指定的文件描述符，检查它们的状态。如果某个描述符已经准备好进行所请求的操作，`poll`就会立即返回。如果都没有就绪，`poll`会阻塞，直到至少有一个描述符变为就绪。在源码中，`poll`的实现位于`fs/poll.c`，主要涉及`do_poll`函数，它会调用各个文件系统驱动的`poll`方法，如`sys_inotify_poll`或`sock_poll`。然后，我们转向`epoll`，它在性能上优于`poll`，因为它是基于事件驱动的。`epoll`的核心在于`epoll_ctl`（用于添加、删除和修改监控的文件描述符）和`epoll_wait`（用于等待事件发生）这两个函数。`epoll`利用了内核的红黑树数据结构和事件队列，实现了高效的事件分发。在内核源码中，`epoll`的实现主要位于`fs/eventpoll.c`，其中`epOLL_CTL_ADD`、`epOLL_CTL_MOD`和`epOLL_CTL_DEL`分别对应于`epoll_ctl`的三种操作，而`do_epoll_wait`负责实际的等待和事件返回。 `epoll`的两个关键特性是边缘触发（ET）和水平触发（LT）。在ET模式下，只有当事件状态从非就绪变为就绪时，`epoll_wait`才会返回，这意味着事件只触发一次。而在LT模式下，只要事件就绪，`epoll_wait`就会持续返回，直到事件被处理。ET模式提供了更高的性能，但对用户空间的同步机制要求更高。此外，`epoll`的另一个优势是它可以使用`EPOLLET`（边缘触发）和`EPOLLONESHOT`（只触发一次）标志，这两种标志可以组合使用，进一步优化性能。例如，`EPOLLONESHOT`可以让`epoll_wait`返回后自动将文件描述符从监听列表中移除，需要再次添加才能继续监听，减少了内核与用户空间的交互次数。在实际应用中，`epoll`通常用于高并发服务器，如网络服务器、数据库服务器等。通过对大量连接的高效管理，`epoll`能够确保服务器在面临大量并发请求时仍能保持高性能。总结来说，`poll`和`epoll`是Linux内核中处理I/O多路复用的两种机制，`epoll`在性能和可扩展性上更胜一筹，尤其适合大规模并发场景。深入理解它们的内核源码有助于优化应用程序设计，提高系统的整体效率。通过分析`poll`的`do_poll`和`epoll`的`do_epoll_wait`等核心函数，我们可以更好地了解它们的工作流程，从而在实际开发中做出更明智的选择。

好的，首先感谢您使用ChitGPT。关于您的问题，poll和epoll都是用于网络编程的多路复用机制，可以在一个线程内同时处理多个连接。 poll是一种“轮询”的方式，会遍历所有文件描述符并查询是否有事件发生。当有事件发生时，poll会返回一个包含发生事件的文件描述符的列表。但是当文件描述符数量增大后，轮询的开销会越来越大，性能下降明显。 epoll是一种“事件触发”的方式，它通过注册文件描述符上的回调函数来处理事件。当一个文件描述符上有事件发生时，内核会立即触发回调函数，而不是等到数据准备好后才通知程序。这种方式可以提高程序的性能和效率，特别当文件描述符数量非常大的时候。

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