select, poll, epoll, kqueue

[humonnom]

I/O Multiplexing

• I/O 블럭킹을 해결하는 방법(시스템 호출) 중 하나이다.
• 프로그램에서 여러 fd를 모니터링해서 어떤 종류의 I/O 이벤트가 일어났는지 검사하고 각각의 fd가 Ready 상태가 되었는지 인지하는게 주요목적.
• 구현하는 방법 select, poll, epoll, kqueue

[humonnom]

select <sys/select.h>

  * single thread
  * fd_set을 사용 
  * fd를 하나하나 체크해야함 -> O(n)의 계산량
  * 성능이 접속수에 비례함
  * 커널과 유저 사이에 여러번의 데이터 복사가 일어남
  * 관리 fd 수에 제한이 있음
  * 타임아웃값의 세팅: timeval 구조체 사용

[humonnom]

poll <sys/poll.h>

  * select의 단점을 개선함
  * 관심있는 fd만 넘길 수 있고, 이벤트도 보전됨
  * 접속수가 많으면 select에 비해 성능이 떨어짐
  * system call의 호출이 select보다 적음
  * low level 처리
  * 관리할 수 있는 fd의 개수가 무제한
  * 타임아웃값의 세팅: 구조체 없이 사용함(int)

• 사용하는 구조체

  struct pollfd
  {
  int fd;         // 관심있어하는 파일지시자
  short events;   // 발생된 이벤트
  short revents;  // 돌려받은 이벤트
  };

• 동작 시나리오
  1. pollfd에 입력된 fd의 event가 발생하면, 커널은 입력 event에 대한 결과를 돌려줌
  2. 성공시 POLLIN을, 에러시 POLLERR를 리턴함
  3. 해당 fd에 읽을 데이터가 있는지 알 수 있음

[humonnom]

epoll

• linux 커널 2.6이상 지원
• 관리 fd 수 무제한
• fd의 상태가 kernel에서 관리됨

• 따라서 커널과 유저스페이스간의 통신 오버헤드가 줄어듬

  • epoll_create
  • epoll_ctl
  • epoll_wait
  • epoll의 사용법

함수이름	내용
epoll_create	구조체 생성
epoll_ctl	fd를 등록, 수정, 삭제
epoll_wait	fd의 변화 탐지

[humonnom]

kqueue

• BSD 계열의 epoll
  • kqueue
  • kevent