我们都知道linux的哲学是一切接文件，也就是说无论是我们的进程，线程，还是我们的设备，最后都对应的是文件，而文件操作就是linux的核心。那么linux中有几种操作输入输出的模型呢？答案是三种，就是select，poll，epoll。

select

这个模型是在1983年的unix系统中引入的，它通过fd_set变量来控制设备需要等待什么。也就是说linux中有个select函数，我们是通过它来监控文件状态的。

int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset,struct timeval *timeout);

（1）intmaxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错。

说明：对于这个原理的解释可以看上边fd_set的详细解释，fd_set是以位图的形式来存储这些文件描述符。maxfdp也就是定义了位图中有效的位的个数。

（2）fd_set*readfds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读；如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。

（3）fd_set*writefds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。

（4）fd_set*errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常文件。

（5）structtimeval* timeout是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态，第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；第三，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即 select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。

poll

poll在1986年引入unix中，在linux中是在1997年引入的。它的函数定义为：

int poll ( struct pollfd * fds, unsigned int nfds, int timeout);

fds：是一个struct pollfd结构类型的数组，用于存放需要检测其状态的Socket描述符；每当调用这个函数之后，系统不会清空这个数组，操作起来比较方便；特别是对于socket连接比较多的情况下，在一定程度上可以提高处理的效率；这一点与select()函数不同，调用select()函数之后，select()函数会清空它所检测的socket描述符集合，导致每次调用select()之前都必须把socket描述符重新加入到待检测的集合中；因此，select()函数适合于只检测一个socket描述符的情况，而poll()函数适合于大量socket描述符的情况；

epoll

epoll是在linux2.5内核中引入的，目前是比poll和select模型都要高效。epoll实现主要实现三个接口。

int epoll_create(int size);

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

首先，调用epoll_create建立一个epoll对象。参数size是内核保证能够正确处理的最大句柄数。

然后，epoll_ctl可以操作上面建立的epoll，例如，将刚建立的socket加入到epoll中让其监控，或者把 epoll正在监控的某个socket句并移出epoll，不再监控它等等。

最后，epoll_wait在调用时，在给定的timeout时间内，当在监控的所有句柄中有事件发生时，就返回用户态的进程。

epoll提供两种触发模式，一种水平触发，一种边缘触发。

水平触发:就是只有高电平(1)或低电平(0)时才触发通知,只要在这两种状态就能得到通知。

边缘触发:只有电平发生变化(高电平到低电平,或者低电平到高电平)的时候才触发通知。

简单理解，在水平触发的时候，可以时刻监测IO的状态，而边缘触发，只有下次IO活动到来的时候，才进行通知。因此，当监视数量描述符多的时候，边缘触发的epoll效率更高。

# operations  |  poll  |  select   | epoll
10            |   0.61 |    0.73   | 0.41
100           |   2.9  |    3.0    | 0.42
1000          |  35    |   35      | 0.53
10000         | 990    |  930      | 0.66

总结

epoll采用基于事件的就绪通知方式。在select/poll中，进程只有在调用一定的方法后，内核才对所有监视的文件描述符进行扫描，而epoll事先通过epoll_ctl()来注册一个文件描述符，一旦基于某个文件描述符就绪时，内核会采用类似callback的回调机制，迅速激活这个文件描述符，当进程调用epoll_wait()时便得到通知。