内核源码解析：epoll优于poll的效率秘密

本文将深入剖析Linux内核中的poll和epoll功能，这两个系统调用在处理大量文件描述符（file descriptor, fd）时，epoll通常被推荐用于提高效率。作者董昊在其博客<http://donghao.org/uii/>上分享了这一技术细节，主要关注的是内核源码层面的理解。 首先，我们来看poll系统调用，其原型为`int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)`。这个函数的核心部分在内核源码`fs/select.c`中的`sys_poll`函数实现，该函数接收用户提供的文件描述符集合`struct pollfd`数组、集合大小`nfds`以及超时时间`timeout`。在执行前，函数会检查`nfds`是否超过系统限制（默认为256），并确保`timeout`值不会溢出。 `poll_initwait`函数在这段代码中起着关键作用，它可能初始化了一个名为`poll_wq_queue`的数据结构，这个数据结构在整个poll过程中扮演着数据缓冲和管理的角色。`struct poll_table`实际上非常简洁，它只包含一个函数指针，用于在等待事件发生时进行回调。 相比之下，epoll是一种更高效的选择，特别是对于大量fd的情况。epoll使用了epoll_event结构，该结构包含了fd、事件类型、数据指针等信息，而且它依赖于epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait等API。epoll的工作原理是将fd注册到一个epoll实例中，当fd的状态发生变化时，epoll会通知应用程序。这种方式避免了频繁的轮询，提高了性能。 通过对比poll和epoll的源码实现，我们可以发现epoll的优势在于其内部机制对fd的管理更为高效，通过事件驱动的方式减少了不必要的IO调度开销。这使得epoll在高并发场景下表现出色，是现代Linux系统中处理大量文件描述符事件的理想选择。 理解poll和epoll内核源码是深入学习网络编程和操作系统原理的重要一步，特别是对于系统级程序设计者来说，掌握这些底层机制能帮助优化系统性能，提升软件的稳定性和可扩展性。