select最早於1983年出現在4.2BSD中，它通過一個select()系統調用來監視多個文件描述符的數組，當select()返回後，該數組中就緒的文件描述符便會被內核修改標誌位，使得進程可以獲得這些文件描述符從而進行後續的讀寫操作。
select目前幾乎在所有的平臺上支持，其良好跨平臺支持也是它的一個優點，事實上從現在看來，這也是它所剩不多的優點之一。
select的一個缺點在於單個進程能夠監視的文件描述符的數量存在最大限制，在Linux上一般爲1024，不過可以通過修改宏定義甚至重新編譯內核的方式提升這一限制。
另外，select()所維護的存儲大量文件描述符的數據結構，隨着文件描述符數量的增大，其複製的開銷也線性增長。同時，由於網絡響應時間的延遲使得大量TCP連接處於非活躍狀態，但調用select()會對所有socket進行一次線性掃描，所以這也浪費了一定的開銷。
poll
poll在1986年誕生於System V Release 3，它和select在本質上沒有多大差別，但是poll沒有最大文件描述符數量的限制。
poll和select同樣存在一個缺點就是，包含大量文件描述符的數組被整體複製於用戶態和內核的地址空間之間，而不論這些文件描述符是否就緒，它的開銷隨着文件描述符數量的增加而線性增大。
另外，select()和poll()將就緒的文件描述符告訴進程後，如果進程沒有對其進行IO操作，那麼下次調用select()和poll()的時候將再次報告這些文件描述符，所以它們一般不會丟失就緒的消息，這種方式稱爲水平觸發（Level Triggered）。
epoll
直到Linux2.6纔出現了由內核直接支持的實現方法，那就是epoll，它幾乎具備了之前所說的一切優點，被公認爲Linux2.6下性能最好的多路I/O就緒通知方法。
epoll可以同時支持水平觸發和邊緣觸發（Edge Triggered，只告訴進程哪些文件描述符剛剛變爲就緒狀態，它只說一遍，如果我們沒有採取行動，那麼它將不會再次告知，這種方式稱爲邊緣觸發），理論上邊緣觸發的性能要更高一些，但是代碼實現相當複雜。
epoll同樣只告知那些就緒的文件描述符，而且當我們調用epoll_wait()獲得就緒文件描述符時，返回的不是實際的描述符，而是一個代表就緒描述符數量的值，你只需要去epoll指定的一個數組中依次取得相應數量的文件描述符即可，這裏也使用了內存映射（mmap）技術，這樣便徹底省掉了這些文件描述符在系統調用時複製的開銷。
另一個本質的改進在於epoll採用基於事件的就緒通知方式。在select/poll中，進程只有在調用一定的方法後，內核纔對所有監視的文件描述符進行掃描，而epoll事先通過epoll_ctl()來註冊一個文件描述符，一旦基於某個文件描述符就緒時，內核會採用類似callback的回調機制，迅速激活這個文件描述符，當進程調用epoll_wait()時便得到通知。
select()系統調用提供一個機制來實現同步多元I/O：
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int select (int n,
fd_set *readfds,
fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
調用select()將阻塞，直到指定的文件描述符準備好執行I/O，或者可選參數timeout指定的時間已經過去。
監視的文件描述符分爲三類set，每一種對應等待不同的事件。readfds中列出的文件描述符被監視是否有數據可供讀取（如果讀取操作完成則不會阻塞）。writefds中列出的文件描述符則被監視是否寫入操作完成而不阻塞。最後，exceptfds中列出的文件描述符則被監視是否發生異常，或者無法控制的數據是否可用（這些狀態僅僅應用於套接字）。這三類set可以是NULL，這種情況下select()不監視這一類事件。
select()成功返回時，每組set都被修改以使它只包含準備好I/O的文件描述符。例如，假設有兩個文件描述符，值分別是7和9，被放在readfds中。當select()返回時，如果7仍然在set中，則這個文件描述符已經準備好被讀取而不會阻塞。如果9已經不在set中，則讀取它將可能會阻塞（我說可能是因爲數據可能正好在select返回後就可用，這種情況下，下一次調用select()將返回文件描述符準備好讀取）。
第一個參數n，等於所有set中最大的那個文件描述符的值加1。因此，select()的調用者負責檢查哪個文件描述符擁有最大值，並且把這個值加1再傳遞給第一個參數。
timeout參數是一個指向timeval結構體的指針，timeval定義如下：#include <sys/time.h>
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* 10E-6 second */
};
如果這個參數不是NULL，則即使沒有文件描述符準備好I/O，select()也會在經過tv_sec秒和tv_usec微秒後返回。當select()返回時，timeout參數的狀態在不同的系統中是未定義的，因此每次調用select()之前必須重新初始化timeout和文件描述符set。實際上，當前版本的Linux會自動修改timeout參數，設置它的值爲剩餘時間。因此，如果timeout被設置爲5秒，然後在文件描述符準備好之前經過了3秒，則這一次調用select()返回時tv_sec將變爲2。
如果timeout中的兩個值都設置爲0，則調用select()將立即返回，報告調用時所有未決的事件，但不等待任何隨後的事件。
文件描述符set不會直接操作，一般使用幾個助手宏來管理。這允許Unix系統以自己喜歡的方式來實現文件描述符set。但大多數系統都簡單地實現set爲位數組。FD_ZERO移除指定set中的所有文件描述符。每一次調用select()之前都應該先調用它。
fd_set writefds;
FD_ZERO(&writefds);
FD_SET添加一個文件描述符到指定的set中，FD_CLR則從指定的set中移除一個文件描述符：
FD_SET(fd, &writefds); /* add 'fd' to the set */
FD_CLR(fd, &writefds); /* oops, remove 'fd' from the set */
設計良好的代碼應該永遠不使用FD_CLR，而且實際情況中它也確實很少被使用。
FD_ISSET測試一個文件描述符是否指定set的一部分。如果文件描述符在set中則返回一個非0整數，不在則返回0。FD_ISSET在調用select()返回之後使用，測試指定的文件描述符是否準備好相關動作：
if (FD_ISSET(fd, &readfds))
/* 'fd' is readable without blocking! */
因爲文件描述符set是靜態創建的，它們對文件描述符的最大數目強加了一個限制，能夠放進set中的最大文件描述符的值由FD_SETSIZE指定。在Linux中，這個值是1024。本章後面我們還將看到這個限制的衍生物。
返回值和錯誤代碼
select()成功時返回準備好I/O的文件描述符數目，包括所有三個set。如果提供了timeout，返回值可能是0；錯誤時返回-1，並且設置errno爲下面幾個值之一：
EBADF
給某個set提供了無效文件描述符。
EINTR
等待時捕獲到信號，可以重新發起調用。
EINVAL
參數n爲負數，或者指定的timeout非法。
ENOMEM
不夠可用內存來完成請求。
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poll()系統調用是System V的多元I/O解決方案。它解決了select()的幾個不足，儘管select()仍然經常使用（多數還是出於習慣，或者打着可移植的名義）：
#include <sys/poll.h>
int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);
和select()不一樣，poll()沒有使用低效的三個基於位的文件描述符set，而是採用了一個單獨的結構體pollfd數組，由fds指針指向這個組。pollfd結構體定義如下：
#include <sys/poll.h>
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events to watch */
short revents; /* returned events witnessed */
};
每一個pollfd結構體指定了一個被監視的文件描述符，可以傳遞多個結構體，指示poll()監視多個文件描述符。每個結構體的events域是監視該文件描述符的事件掩碼，由用戶來設置這個域。revents域是文件描述符的操作結果事件掩碼。內核在調用返回時設置這個域。events域中請求的任何事件都可能在revents域中返回。合法的事件如下：
POLLIN
有數據可讀。
POLLRDNORM
有普通數據可讀。
POLLRDBAND
有優先數據可讀。
POLLPRI
有緊迫數據可讀。
POLLOUT
寫數據不會導致阻塞。
POLLWRNORM
寫普通數據不會導致阻塞。
POLLWRBAND
寫優先數據不會導致阻塞。
POLLMSG
SIGPOLL消息可用。
此外，revents域中還可能返回下列事件：
POLLER
指定的文件描述符發生錯誤。
POLLHUP
指定的文件描述符掛起事件。
POLLNVAL
指定的文件描述符非法。
這些事件在events域中無意義，因爲它們在合適的時候總是會從revents中返回。使用poll()和select()不一樣，你不需要顯式地請求異常情況報告。
POLLIN | POLLPRI等價於select()的讀事件，POLLOUT | POLLWRBAND等價於select()的寫事件。POLLIN等價於POLLRDNORM | POLLRDBAND，而POLLOUT則等價於POLLWRNORM。
例如，要同時監視一個文件描述符是否可讀和可寫，我們可以設置events爲POLLIN | POLLOUT。在poll返回時，我們可以檢查revents中的標誌，對應於文件描述符請求的events結構體。如果POLLIN事件被設置，則文件描述符可以被讀取而不阻塞。如果POLLOUT被設置，則文件描述符可以寫入而不導致阻塞。這些標誌並不是互斥的：它們可能被同時設置，表示這個文件描述符的讀取和寫入操作都會正常返回而不阻塞。
timeout參數指定等待的毫秒數，無論I/O是否準備好，poll都會返回。timeout指定爲負數值表示無限超時；timeout爲0指示poll調用立即返回並列出準備好I/O的文件描述符，但並不等待其它的事件。這種情況下，poll()就像它的名字那樣，一旦選舉出來，立即返回。
返回值和錯誤代碼
成功時，poll()返回結構體中revents域不爲0的文件描述符個數；如果在超時前沒有任何事件發生，poll()返回0；失敗時，poll()返回-1，並設置errno爲下列值之一：
EBADF
一個或多個結構體中指定的文件描述符無效。
EFAULT
fds指針指向的地址超出進程的地址空間。
EINTR
請求的事件之前產生一個信號，調用可以重新發起。
EINVAL
nfds參數超出PLIMIT_NOFILE值。
ENOMEM
可用內存不足，無法完成請求。
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以上內容來自《OReilly.Linux.System.Programming - Talking.Directly.to.the.Kernel.and.C.Library.2007》
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epoll的優點：
1.支持一個進程打開大數目的socket描述符(FD)
select 最不能忍受的是一個進程所打開的FD是有一定限制的，由FD_SETSIZE設置，默認值是2048。對於那些需要支持的上萬連接數目的IM服務器來說顯然太少了。這時候你一是可以選擇修改這個宏然後重新編譯內核，不過資料也同時指出這樣會帶來網絡效率的下降，二是可以選擇多進程的解決方案(傳統的 Apache方案)，不過雖然linux上面創建進程的代價比較小，但仍舊是不可忽視的，加上進程間數據同步遠比不上線程間同步的高效，所以也不是一種完美的方案。不過 epoll則沒有這個限制，它所支持的FD上限是最大可以打開文件的數目，這個數字一般遠大於2048,舉個例子,在1GB內存的機器上大約是10萬左右，具體數目可以cat
/proc/sys/fs/file-max察看,一般來說這個數目和系統內存關係很大。
2.IO效率不隨FD數目增加而線性下降
傳統的select/poll另一個致命弱點就是當你擁有一個很大的socket集合，不過由於網絡延時，任一時間只有部分的socket是"活躍"的，但是select/poll每次調用都會線性掃描全部的集合，導致效率呈現線性下降。但是epoll不存在這個問題，它只會對"活躍"的socket進行操作---這是因爲在內核實現中epoll是根據每個fd上面的callback函數實現的。那麼，只有"活躍"的socket纔會主動的去調用
callback函數，其他idle狀態socket則不會，在這點上，epoll實現了一個"僞"AIO，因爲這時候推動力在os內核。在一些 benchmark中，如果所有的socket基本上都是活躍的---比如一個高速LAN環境，epoll並不比select/poll有什麼效率，相反，如果過多使用epoll_ctl,效率相比還有稍微的下降。但是一旦使用idle
connections模擬WAN環境,epoll的效率就遠在select/poll之上了。
3.使用mmap加速內核與用戶空間的消息傳遞。
這點實際上涉及到epoll的具體實現了。無論是select,poll還是epoll都需要內核把FD消息通知給用戶空間，如何避免不必要的內存拷貝就很重要，在這點上，epoll是通過內核於用戶空間mmap同一塊內存實現的。而如果你想我一樣從2.5內核就關注epoll的話，一定不會忘記手工
mmap這一步的。
4.內核微調
這一點其實不算epoll的優點了，而是整個linux平臺的優點。也許你可以懷疑linux平臺，但是你無法迴避linux平臺賦予你微調內核的能力。比如，內核TCP/IP協議棧使用內存池管理sk_buff結構，那麼可以在運行時期動態調整這個內存pool(skb_head_pool)的大小--- 通過echo XXXX>/proc/sys/net/core/hot_list_length完成。再比如listen函數的第2個參數(TCP完成3次握手的數據包隊列長度)，也可以根據你平臺內存大小動態調整。更甚至在一個數據包面數目巨大但同時每個數據包本身大小卻很小的特殊系統上嘗試最新的NAPI網卡驅動架構。
epoll簡介
在linux的網絡編程中，很長的時間都在使用select來做事件觸發。在linux新的內核中，有了一種替換它的機制，就是epoll。
相比於select，epoll最大的好處在於它不會隨着監聽fd數目的增長而降低效率。因爲在內核中的select實現中，它是採用輪詢來處理的，輪詢的fd數目越多，自然耗時越多。並且，在linux/posix_types.h頭文件有這樣的聲明：
#define __FD_SETSIZE 1024
表示select最多同時監聽1024個fd，當然，可以通過修改頭文件再重編譯內核來擴大這個數目，但這似乎並不治本。
epoll的接口非常簡單，一共就三個函數：
1. int epoll_create(int size);
創建一個epoll的句柄，size用來告訴內核這個監聽的數目一共有多大。這個參數不同於select()中的第一個參數，給出最大監聽的fd+1的值。需要注意的是，當創建好epoll句柄後，它就是會佔用一個fd值，在linux下如果查看/proc/進程id/fd/，是能夠看到這個fd的，所以在使用完epoll後，必須調用close()關閉，否則可能導致fd被耗盡。
2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件註冊函數，它不同與select()是在監聽事件時告訴內核要監聽什麼類型的事件，而是在這裏先註冊要監聽的事件類型。第一個參數是epoll_create()的返回值，第二個參數表示動作，用三個宏來表示：
EPOLL_CTL_ADD：註冊新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD：修改已經註冊的fd的監聽事件；
EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；
第三個參數是需要監聽的fd，第四個參數是告訴內核需要監聽什麼事，struct epoll_event結構如下：
struct epoll_event {
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};
events可以是以下幾個宏的集合：
EPOLLIN ：表示對應的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這裏應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設爲邊緣觸發(Edge Triggered)模式，這是相對於水平觸發(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列裏
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
等待事件的產生，類似於select()調用。參數events用來從內核得到事件的集合，maxevents告之內核這個events有多大，這個maxevents的值不能大於創建epoll_create()時的size，參數timeout是超時時間（毫秒，0會立即返回，-1將不確定，也有說法說是永久阻塞）。該函數返回需要處理的事件數目，如返回0表示已超時。