Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

3. Поскольку ядро переписывает структуры данных, передаваемые select(), приложение вынуждено сбрасывать эти структуры каждый раз перед вызовом select(). С poll()результаты ядра ограничены элементом revents, что устраняет потребность в восстановлении структур данных после каждого вызова.

4. Использование структуры, основанной на множествах (например, fd_set) не масштабируется по мере увеличения количества доступных процессу файловых дескрипторов. Поскольку ее размер статичен, а не динамичен (обратите внимание на отсутствие соответствующего макроса, например, FD_FREE), она не может расширяться или сжиматься в соответствии с потребностями приложения (или возможностями ядра). В Linux максимальный файловый дескриптор, который можно установить в fd_set, равен 1023. Если понадобится больший файловый дескриптор, select()работать не будет.

Единственным преимуществом select()перед poll()является лучшая переносимость в старые системы. Поскольку небольшое количество таких реализаций все еще используется, следует применять select(), прежде всего, для понимания и эксплуатации существующих кодовых баз.

Следующая короткая программа, подсчитывающая количество системных вызовов в секунду, демонстрирует, насколько poll()эффективнее select().

1: /* select-vs-poll.с */

2:

3: #include

4: #include

5: #include

6: #include

7: #include

8: #include

9:

10: int gotAlarm;

11:

12: void catch(int sig) {

13: gotAlarm = 1;

14: }

15:

16: #define HIGH_FD 1000

17:

18: int main(int argc, const char ** argv) {

19: int devZero;

20: int count;

21: fd_set select Fds;

22: struct pollfd pollFds;

23:

24: devZero = open("/dev/zero", O_RDONLY);

25: dup2(devZero, HIGH_FD);

26:

27: /* с помощью signal выяснить, когда время истекло */

28: signal(SIGALRM, catch);

29:

30: gotAlarm =0;

31: count = 0;

32: alarm(1);

33: while (!gotAlarm) {

34: FD_ZERO(&selectFds);

35: FD_SET(HIGH_FD, &selectFds);

36:

37: select(HIGH_FD + 1, &selectFds, NULL, NULL, NULL);

38: count++;

39: }

40:

41: printf("Вызовов select() в секунду: %d\n", count);

42:

43: pollFds.fd = HIGH_FD;

44: pollFds.events = POLLIN;

45: count = 0;

46: gotAlarm = 0;

47: alarm(1);

48: while (!gotAlarm) {

49: poll(&pollFds, 0, 0);

50: count++;

51: }

52:

53: printf("Вызовов poll() в секунду: %d\n", count);

54:

55: return 0;

56: }

Здесь используется устройство /dev/zero, предоставляющее бесконечное количество нулей, что обеспечивает немедленный возврат системных вызовов. Значение HIGH_FDможно изменить, чтобы посмотреть, как деградирует select()по мере роста значений файловых дескрипторов.

В определенной системе при не очень высоком значении HIGH_FD, равном 2, программа показала, что ядро за секунду может обрабатывать в четыре раза больше вызовов poll(), чем вызовов select(). При увеличении HIGH_FDдо 1000 эффективность poll()становится в 40 раз выше, чем у select().

В версии 2.6 ядра Linux был предложен третий метод для мультиплексированного ввода-вывода по имени epoll. Будучи более сложным, чем poll()или select(), epollликвидирует узкие места, связанные с производительностью, которые характерны для обоих методов.

Оба системных вызова poll()и select()передают на проверку полный список файловых дескрипторов при каждом вызове. Каждый из этих дескрипторов должен быть обработан системным вызовом, даже если только один из них готов к чтению или записи. Когда проверяются десятки, сотни или тысячи файловых дескрипторов, эти системные вызовы превращаются в узкие места; ядро тратит много времени на выяснение того, какие именно файловые дескрипторы приложению необходимо проверить.

При использовании epollприложения обеспечивают ядро списком файловых дескрипторов для проверки с помощью одного системного вызова, а затем для проверки этих дескрипторов с помощью другого системного вызова. После создания списка ядро постоянно проверяет эти дескрипторы для событий, интересующих приложение [79] Фактически ядро устанавливает обратный вызов для каждого файла, а затем, когда происходит событие, активизирует обратный вызов. Этот механизм устраняет проблемы масштабируемости при очень большом количестве файловых дескрипторов, поскольку опрос не используется в каждой точке. , а затем сообщает о событии. Как только приложение запрашивает у ядра файловые дескрипторы, готовые для дальнейшей обработки, ядро предоставляет список без необходимости проверки каждого файлового дескриптора.