面试题：Redis文件事件多路复用技术中常用的多路复用函数有哪些及其特点

Question

在Redis文件事件的多路复用技术应用中，列举出至少两种常用的多路复用函数，并阐述它们在性能、适用场景以及可扩展性方面的特点。

Answer 1

select

• 性能：
  • 每次调用 select 都需要将用户态的文件描述符集合拷贝到内核态，开销较大。
  • 随着文件描述符数量的增加，其性能会急剧下降，因为它采用轮询的方式遍历所有文件描述符来检查是否有事件发生。
• 适用场景：适用于文件描述符数量较少的场景，例如一些简单的网络服务，连接数不多的情况下可以使用。
• 可扩展性：扩展性较差，由于轮询的方式和文件描述符数量的限制（通常默认最大为1024），很难应对大规模并发连接的场景。

poll

• 性能：
  • 与 select 类似，每次调用也需要将数据从用户态拷贝到内核态，但它没有最大文件描述符数量的限制（理论上）。不过同样采用轮询方式遍历文件描述符，所以在文件描述符数量较多时性能不佳。
• 适用场景：比 select 更适用于文件描述符数量稍多的场景，但总体还是适用于连接数不是特别庞大的应用。
• 可扩展性：扩展性相对 select 稍好，因为没有固定的文件描述符数量限制，但由于轮询机制，随着连接数增加性能下降明显，扩展性有限。

epoll

• 性能：
  • 采用事件驱动的方式，只返回有事件发生的文件描述符，不需要轮询所有文件描述符，大大提高了效率。
  • 内核中使用红黑树管理文件描述符，查找效率高。并且在用户态和内核态之间传递数据时采用共享内存方式，减少了数据拷贝开销，性能优势明显。
• 适用场景：非常适合高并发场景，如大型的网络服务器，能够高效处理大量的并发连接。
• 可扩展性：扩展性很强，能够轻松应对成千上万甚至更多的并发连接，是目前在高并发网络编程中广泛使用的多路复用技术。