select，poll和epoll其实都是操作系统中IO多路复用实现的方法。

select

select方法本质其实就是维护了一个文件描述符（fd）数组，以此为基础，实现IO多路复用的功能。这个fd数组有长度限制，在32位系统中，最大值为1024个，而在64位系统中，最大值为2048个，这个配置可以调用

cat /proc/sys/fs/file-max
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select方法被调用，首先需要将fd_set从用户空间拷贝到内核空间，然后内核用poll机制（此poll机制非IO多路复用的那个poll方法，可参加附录）直到有一个fd活跃，或者超时了，方法返回。

int select(int maxfdpl, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
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• 如果返回值为-1，表明发生了错误
• 如果返回值为0，表明超时了
• 如果返回值为正数，表明有n个fd准备就绪了

select方法返回后，需要轮询fd_set，以检查出发生IO事件的fd。这样一套下来，select方法的缺点就很明显了：

• fd_set在用户空间和内核空间的频繁复制，效率低
• 单个进程可监控的fd数量有限制，无论是1024还是2048，对于很多情景来说都是不够用的。
• 基于轮询来实现，效率低

poll

int poll(struct pollfd fdarray[], nfds_t nfds, int timeout);
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poll本质上和select没有区别，依然需要进行数据结构的复制，依然是基于轮询来实现，但区别就是，select使用的是fd数组，而poll则是维护了一个链表，所以从理论上，poll方法中，单个进程能监听的fd不再有数量限制。但是轮询，复制等select存在的问题，poll依然存在

epoll

epoll就是对select和poll的改进了。它的核心思想是基于事件驱动来实现的，实现起来也并不难，就是给每个fd注册一个回调函数，当fd对应的设备发生IO事件时，就会调用这个回调函数，将该fd放到一个链表中，然后由客户端从该链表中取出一个个fd，以此达到O（1）的时间复杂度

epoll操作实际上对应着有三个函数：epoll_create，epoll_ctr，epoll_wait

epoll_create

epoll_create相当于在内核中创建一个存放fd的数据结构。在select和poll方法中，内核都没有为fd准备存放其的数据结构，只是简单粗暴地把数组或者链表复制进来；而epoll则不一样，epoll_create会在内核建立一颗专门用来存放fd结点的红黑树，后续如果有新增的fd结点，都会注册到这个epoll红黑树上。

epoll_ctr

另一点不一样的是，select和poll会一次性将监听的所有fd都复制到内核中，而epoll不一样，当需要添加一个新的fd时，会调用epoll_ctr，给这个fd注册一个回调函数，然后将该fd结点注册到内核中的红黑树中。当该fd对应的设备活跃时，会调用该fd上的回调函数，将该结点存放在一个就绪链表中。这也解决了在内核空间和用户空间之间进行来回复制的问题。

epoll_wait

epoll_wait的做法也很简单，其实直接就是从就绪链表中取结点，这也解决了轮询的问题，时间复杂度变成O(1)

所以综合来说，epoll的优点有：

• 没有最大并发连接的限制，远远比1024或者2048要大。（江湖传言1G的内存上能监听10W个端口）
• 效率变高。epoll是基于事件驱动实现的，不会随着fd数量上升而效率下降
• 减少内存拷贝的次数

水平触发和边缘触发

简单理解下

水平触发的意思就是说，只要条件满足，对应的事件就会一直被触发。所以如果条件满足了但未进行处理，那么就会一直被通知

边缘触发的意思就是说，条件满足后，对应的事件只会被触发一次，无论是否被处理，都只会触发一次。

而对于select和poll来说，其触发都是水平触发。而epoll则有两种模式：·EPOLLLT和EPOLLET

• EPOLLLT（默认状态）：也就是水平触发。在该模式下，只要这个fd还有数据可读，那么epoll_wait函数就会返回该fd
• EPOLLET（高速模式）：也就是边缘触发。在该模式下，当被监控的fd上有可读写事件发生时，epoll_wait会通知程序去读写，若本次读写没有读完所有数据，或者甚至没有进行处理，那么下一次调用epoll_wait时，也不会获取到该fd。这种效率比水平触发的要高，系统中不会充斥着大量程序不感兴趣的fd，不感兴趣直接忽视就行，下次不会再触发

总结：

• select，poll是基于轮询实现的，将fd_set从用户空间复制到内核空间，然后让内核空间以poll机制来进行轮询，一旦有其中一个fd对应的设备活跃了，那么就把整个fd_set返回给客户端（复制到用户空间），再由客户端来轮询每个fd的，找出发生了IO事件的fd
• epoll是基于事件驱动实现的，加入一个新的fd，会调用epoll_ctr函数为该fd注册一个回调函数，然后将该fd结点注册到内核中的epoll红黑树中，当IO事件发生时，就会调用回调函数，将该fd结点放到就绪链表中，epoll_wait函数实际上就是从这个就绪链表中获取这些fd。
• epoll分为EPOLLLT（水平触发，默认状态）和EPOLLET（边缘触发，效率高）
• 并不是所有的情况中epoll都是最好的，比如当fd数量比较小的时候，epoll不见得就一定比select和poll好