一次讀懂 Select、Poll、Epoll IO複用技術

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咱們以前採用的多進程方式實現的服務器端，一次建立多個工做子進程來給客戶端提供服務。其實這種方式是存在問題的。

能夠打個比方：若是咱們先前建立的幾個進程承載不了目前快速發展的業務的話，是否是還得增長進程數？咱們都知道系統建立進程是須要消耗大量資源的，因此這樣就會致使系統資源不足的狀況。

那麼有沒有一種方式可讓一個進程同時爲多個客戶端端提供服務？

接下來要講的IO複用技術就是對於上述問題的最好解答。

對於IO複用，咱們能夠經過一個例子來很好的理解它。（例子來自於《TCP/IP網絡編程》）

某教室有10名學生和1名老師，這些學生上課會不停的提問，因此一個老師處理不了這麼多的問題。那麼學校爲每一個學生都配一名老師，

也就是這個教室目前有10名老師。此後，只要有新的轉校生，那麼就會爲這個學生專門分配一個老師，由於轉校生也喜歡提問題。若是把以上例子中的學生比做客戶端，那麼老師就是負責進行數據交換的服務端。則該例子能夠比做是多進程的方式。

後來有一天，來了一位具備超能力的老師，這位老師回答問題很是迅速，而且能夠應對全部的問題。而這位老師採用的方式是學生提問前必須先舉手，確認舉手學生後在回答問題。則如今的狀況就是IO複用。

目前的經常使用的IO複用模型有三種：select，poll，epoll。

select模型：

說的通俗一點就是各個客戶端鏈接的文件描述符也就是套接字，都被放到了一個集合中，調用select函數以後會一直監視這些文件描述符中有哪些可讀，若是有可讀的描述符那麼咱們的工做進程就去讀取資源。PHP 中有內置的函數來完成 select 系統調用。

函數原型：

int socket_select （array &$read ，array &$write ，array &$except ，int $tv_sec [，int $tv_usec= 0 ]）

做用說明：用於肯定一個或多個套接字的狀態，對每個套接字，調用者可查詢它的可讀性、可寫性及錯誤狀態信息

參數說明：

read: 指向一組等待可讀性檢查的套接字

write: 指向一組等待可寫性檢查的套接字

except: 指向一組等待錯誤檢查的套接字

tv_sec: 用來設置 select() 的等待時間，秒

tv_usec: 用來設置 select() 的等待時間，微妙

這裏注意一下，若是 tv_sec 設置爲0，則 socket_select 當即返回，也就是非阻塞的。若是 tv_sec 設置爲 null ，則 socket_select 將一直阻塞到有套接字知足條件。

下面經過代碼代碼來簡單舉例：

poll模型：

poll 和 select 的實現很是相似，本質上的區別就是存放 fd 集合的數據結構不同。select 在一個進程內能夠維持最多 1024 個鏈接，poll 在此基礎上作了增強，能夠維持任意數量的鏈接。

但 select 和 poll 方式有一個很大的問題就是，咱們不難看出來 select 是經過輪訓的方式來查找是否可讀或者可寫，打個比方，若是同時有100萬個鏈接都沒有斷開，而只有一個客戶端發送了數據，因此這裏它仍是須要循環這麼屢次，形成資源浪費。

因此後來出現了 epoll 系統調用。

epoll模型：

epoll 是 select 和 poll 的加強版，epoll 同 poll 同樣，文件描述符數量無限制。

epoll是基於內核的反射機制，在有活躍的 socket 時，系統會調用咱們提早設置的回調函數。而 poll 和 select 都是遍歷。

可是也並非全部狀況下 epoll 都比 select/poll 好，好比在以下場景：

在大多數客戶端都很活躍的狀況下，系統會把全部的回調函數都喚醒，因此會致使負載較高。既然要處理這麼多的鏈接，那倒不如 select 遍歷簡單有效。

在 PHP 中咱們可使用 libevet 拓展來實現 epoll。

libevent 是一個用C語言寫的，基於事件驅動的高性能網絡庫。支持多種 I/O 多路複用技術，epoll、 poll、 dev/poll、 select 和 kqueue 等。 libevent 同時爲文件描述符、信號、超時設定等事件提供了監聽回調。因此這種編程方式也能夠說是事件編程。

先放代碼體驗一番：

服務端：

客戶端：

先說簡單的客戶端，客戶端的主要做用也就是像服務端發送了兩句話。第一句是 hello world!，而後等待兩秒以後再次發送 send again！

而且每次發送以後都將接收到服務端返回的字節數。

講解服務端以前先了解一下關於時間循環的一些函數：

event_base_new 建立一個事件庫（只需建立一次）

event_new 建立事件

event_set 爲建立的事件設置要監聽文件描述符fd，以及事件類型、回調函數

event_base_set 將建立的事件與事件庫關聯

event_add 將設置好的事件加入事件監聽器

event_base_loop 開啓事件循環

還有 event_set 的幾個參數：

• EV_TIMEOUT: 超時
• EV_READ: 只要網絡緩衝中還有數據，回調函數就會被觸發
• EV_WRITE: 只要塞給網絡緩衝的數據被寫完，回調函數就會被觸發
• EV_SIGNAL: POSIX信號量
• EV_PERSIST: 不指定這個屬性的話，回調函數被觸發後事件會被刪除

服務端的三個函數：

read_cb() 接受數據，發送數據

error_cb() 錯誤處理

accept_cb() 受理請求而且把新的文件描述符加入事件庫,同時註冊 read_cb 回調

整個服務端的主要流程以下：

1.建立事件庫

2.設置事件回調

3.綁定事件

4.開始事件循環

5.若有符合條件的文件描述符則系統開始調用咱們提早設定好的處理函數

至於詳細的流程我就不分析了，大體流程應該都能理解，接下來就靠本身鞏固了。必定要本身動手實踐才行。

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