面试题答案
一键面试1. select
- 原理：select 采用轮询的方式，将所有需要监控的文件描述符集合（读、写、异常）传递给内核，内核遍历这些集合，检查哪些文件描述符上有事件发生。
- 效率变化：随着连接数增加，select 每次调用都需要将大量文件描述符从用户态拷贝到内核态，并且内核要遍历全部文件描述符，时间复杂度为 O(n)。这会导致性能急剧下降，因为轮询的开销与文件描述符数量成正比。
2. poll
- 原理：poll 和 select 类似，也是轮询方式。不同之处在于 poll 使用链表来存储文件描述符集合，而不是像 select 那样使用固定大小的数组，因此 poll 理论上可以监控的文件描述符数量没有限制（仅受限于系统资源）。
- 效率变化：随着连接数增加，poll 同样需要将文件描述符集合从用户态拷贝到内核态，并且内核仍然是轮询遍历所有文件描述符，时间复杂度同样为 O(n)。虽然解决了 select 对文件描述符数量的限制，但在高并发连接数场景下，性能依然会显著下降。
3. epoll
- 原理：epoll 采用事件驱动机制。它在内核中维护一个红黑树来管理文件描述符，同时使用一个链表来存储就绪的事件。当有事件发生时，内核将该事件添加到就绪链表中，应用程序通过 epoll_wait 函数获取就绪事件，而不需要像 select 和 poll 那样遍历所有文件描述符。
- 效率变化：随着连接数增加，epoll 由于采用事件驱动，只关注就绪的文件描述符，其时间复杂度为 O(1)。在高并发场景下，epoll 只在添加、删除文件描述符（红黑树操作，时间复杂度 O(logn)）和获取就绪事件（时间复杂度 O(1)）时有开销，因此性能相对稳定，不会随着连接数的增加而急剧下降。
4. 选择合适的 I/O 多路复用机制
- 连接数较少且活动连接较多的场景：select 和 poll 可以满足需求，因为它们的实现相对简单，开销较小，对于少量连接不需要过于复杂的 epoll 机制。
- 连接数较多且大部分连接处于非活动状态（即大量长连接）的高并发场景：epoll 是最佳选择，它能够高效地处理大量连接，通过事件驱动机制避免了不必要的轮询开销，提高了系统的并发处理能力。