深度解析：poll与epoll内核源码效率比较

本文将深入剖析Linux内核中的poll和epoll系统调用，主要关注它们在大量文件描述符(fd)场景下的效率提升。首先，我们回顾一下poll的基本概念。poll系统调用`int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)`，允许进程监控一组文件描述符的状态变化，如可读、可写或有信号等，同时设置超时时间。 在内核2.6.9版本的实现中，代码位于`fs/select.c`的`sys_poll`函数中。这个函数对输入参数进行了验证，确保nfds不超过系统限制（默认256个fd），并处理超时时间可能引发的溢出问题。关键部分在于`poll_initwait(&table)`，这里的`poll_table`数据结构实际上只是一个函数指针数组，用于存储每个fd对应的事件和回调函数。 相比之下，epoll是Linux内核提供的增强版poll，它引入了epoll_wait和epoll_ctl两个新的系统调用，使得在大量fd下性能更为出色。epoll的核心在于epoll_event结构体，其中包含了fd、事件类型、用户空间指针以及用户数据。这使得epoll能够更有效地管理fd集合，并减少内核空间与用户空间之间的交互次数。 epoll的内核实现主要在`net/ipv4/tcp_input.c`和`net/ipv4/tcp_output.c`等模块，通过epoll_setevents()函数动态更新fd的事件监听状态。当fd满足特定事件时，epoll会将这些事件通知给用户空间，从而避免了poll频繁轮询的开销。 当fd数量众多时，epoll相比于poll的优势在于： 1. 内存效率：epoll只需维护一个较小的事件集，减少了内核对fd表的遍历，节省内存空间。 2. I/O事件处理：epoll通过epoll_wait()仅在实际事件发生时唤醒进程，而不是定期轮询，提高了响应速度。 3. 用户空间与内核空间交互：epoll减少了不必要的系统调用，提高了整体性能。 总结而言，通过对poll和epoll源码的剖析，我们可以理解这两种机制在性能优化上的不同策略，从而在实际应用中选择最合适的I/O多路复用方法。对于需要处理大量并发连接的服务器应用，epoll通常是一个更好的选择。