理論知識：
select，poll，epoll都是IO多路複用的機制。I/O多路複用就通過一種機制，可以監視多個描述符，一旦某個描述符就緒（一般是讀就緒或者寫就緒），能夠通知程序進行相應的讀寫操作。但select，poll，epoll本質上都是同步I/O，因爲他們都需要在讀寫事件就緒後自己負責進行讀寫，也就是說這個讀寫過程是阻塞的，而異步I/O則無需自己負責進行讀寫，異步I/O的實現會負責把數據從內核拷貝到用戶空間。
epoll跟select都能提供多路I/O複用的解決方案。在現在的Linux內核裏有都能夠支持，其中epoll是Linux所特有，而select則應該是POSIX所規定，一般操作系統均有實現
fd(file descriptor),用於表述指向文件的引用的抽象化概念，是進程獨有的文件描述符表的索引,它是一個索引值，指向內核爲每一個進程所維護的該進程打開文件的記錄表。當程序打開一個現有文件或者創建一個新文件時，內核向進程返回一個文件描述符。在程序設計中，一些涉及底層的程序編寫往往會圍繞着文件描述符展開。但是文件描述符這一概念往往只適用於UNIX、Linux這樣的操作系統。
簡單的說，就是內核爲每個進程維護了一個file descriptor table，file descriptor是file descriptor table的索引，file descriptor table的表項又轉而可以索引到系統級的file table，file table又可以索引到系統級的inode table，而這個inode table則真正的描述了底層的文件。系統級的file table還記錄了每個文件被打開的方式：讀、寫、追加…。file descriptor table每個進程都有一個，所以fork的會被拷貝。
select 時間複雜度 O(n)
int select (int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
（1）使用copy_from_user從用戶空間拷貝fd_set到內核空間
（2）註冊回調函數__pollwait
（3）遍歷所有fd，調用其對應的poll方法（對於socket，這個poll方法是sock_poll，sock_poll根據情況會調用到tcp_poll,udp_poll或者datagram_poll）
（4）以tcp_poll爲例，其核心實現就是__pollwait，也就是上面註冊的回調函數。
（5）__pollwait的主要工作就是把current（當前進程）掛到設備的等待隊列中，不同的設備有不同的等待隊列，對於tcp_poll來說，其等待隊列是sk->sk_sleep（注意把進程掛到等待隊列中並不代表進程已經睡眠了）。在設備收到一條消息（網絡設備）或填寫完文件數據（磁盤設備）後，會喚醒設備等待隊列上睡眠的進程，這時current便被喚醒了。
（6）poll方法返回時會返回一個描述讀寫操作是否就緒的mask掩碼，根據這個mask掩碼給fd_set賦值。
（7）如果遍歷完所有的fd，還沒有返回一個可讀寫的mask掩碼，則會調用schedule_timeout是調用select的進程（也就是current）進入睡眠。當設備驅動發生自身資源可讀寫後，會喚醒其等待隊列上睡眠的進程。如果超過一定的超時時間（schedule_timeout指定），還是沒人喚醒，則調用select的進程會重新被喚醒獲得CPU，進而重新遍歷fd，判斷有沒有就緒的fd。
（8）把fd_set從內核空間拷貝到用戶空間。
select 函數監視的文件描述符分3類，分別是writefds、readfds、和exceptfds。調用後select函數會阻塞，直到有描述副就緒（有數據 可讀、可寫、或者有except），或者超時（timeout指定等待時間，如果立即返回設爲null即可），函數返回。當select函數返回後，可以 通過遍歷fdset，來找到就緒的描述符。
fd_set(監聽的端口個數)：32位機默認是1024個，64位機默認是2048。
缺點：
（1）單進程可以打開fd有限制，在Linux上一般爲1024，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，但 是這樣也會造成效率的降低。
（2）對socket進行掃描時是線性掃描，即採用輪詢的方法，效率較低；
（3）用戶空間和內核空間的複製非常消耗資源；
poll 時間複雜度O(n)
int poll (struct pollfd *fds, unsigned int nfds, int timeout);
不同與select使用三個位圖來表示三個fdset的方式，poll使用一個 pollfd的指針實現。
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events to watch */
short revents; /* returned events witnessed */
};
調用過程和select類似
時間複雜度:O(n)
其和select不同的地方：採用鏈表的方式替換原有fd_set數據結構,而使其沒有連接數的限制。
select和poll都需要在返回後，通過遍歷文件描述符來獲取已經就緒的socket。事實上，同時連接的大量客戶端在一時刻可能只有很少的處於就緒狀態，因此隨着監視的描述符數量的增長，其效率也會線性下降。(花大量時間只能獲取小部分有用數據這也是很明顯的缺點)
epooll 時間複雜度O(1)
epoll是在2.6內核中提出的，是之前的select和poll的增強版本。相對於select和poll來說，epoll更加靈活，沒有描述符限制。epoll使用一個文件描述符管理多個描述符，將用戶關係的文件描述符的事件存放到內核的一個事件表中，這樣在用戶空間和內核空間的copy只需一次。
epoll可以理解爲event poll，不同於忙輪詢和無差別輪詢,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。(此處去掉了遍歷文件描述符，而是通過監聽回調的的機制。這正是epoll的魅力所在。)
epoll操作過程定義的三個接口，分別如下：
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
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);
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，參數size並不是限制了epoll所能監聽的描述符最大個數，只是對內核初始分配內部數據結構的一個建議。
當創建好epoll句柄後，它就會佔用一個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)；
函數是對指定描述符fd執行op操作。
- epfd：是epoll_create()的返回值。
- op：表示op操作，用三個宏來表示：添加EPOLL_CTL_ADD，刪除EPOLL_CTL_DEL，修改EPOLL_CTL_MOD。分別添加、刪除和修改對fd的監聽事件。
- fd：是需要監聽的fd（文件描述符）
- epoll_event：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epfd上的io事件，最多返回maxevents個事件。
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。
epoll的兩種工作方式：
1.水平觸發 LT (level trigger) 默認模式
LT模式：是缺省的工作方式，並且同時支持block和no-block socket.在這種做法中,內核告訴你一個文件描述符是否就緒了，然後你可以對這個就緒的fd進行IO操作。如果你不作任何操作，內核還是會繼續通知你的。
2.邊緣觸發 ET(edge trigger)
ET模式：是高速工作方式，只支持no-block socket(非阻塞的讀寫 : 爲了保證數據的完整性 )。就緒的事件只能處理一次，若沒有處理完會在下次的其它事件就緒時再進行處理。而若以後再也沒有就緒的事件，那麼剩餘的那部分數據也會隨之而丟失。 ET模式在很大程度上減少了epoll事件被重複觸發的次數，因此效率要比LT模式高。只是如果使用ET模式，就要保證每次進行數據處理時，要將其處理完，不能造成數據丟失，這樣對編寫代碼的人要求就比較高。
優點：
1、沒有最大併發連接的限制，能打開的FD的上限遠大於1024（1G的內存上能監聽約10萬個端口；
2、效率提升，不是輪詢的方式，不會隨着FD數目的增加效率下降。只有活躍可用的FD纔會調用callback函數；
即Epoll最大的優點就在於它只管你“活躍”的連接，而跟連接總數無關，因此在實際的網絡環境中，Epoll的效率就會遠遠高於select和poll。
3、 內存拷貝，利用mmap()文件映射內存加速與內核空間的消息傳遞；即epoll使用mmap減少複製開銷。
總結 :
1、select，poll實現需要自己不斷輪詢所有fd集合，直到設備就緒，期間可能要睡眠和喚醒多次交替。而epoll其實也需要調用epoll_wait不斷輪詢就緒鏈表，期間也可能多次睡眠和喚醒交替，但是它是設備就緒時，調用回調函數，把就緒fd放入就緒鏈表中，並喚醒在epoll_wait中進入睡眠的進程。雖然都要睡眠和交替，但是select和poll在“醒着”的時候要遍歷整個fd集合，而epoll在“醒着”的時候只要判斷一下就緒鏈表是否爲空就行了，這節省了大量的CPU時間。這就是回調機制帶來的性能提升。
2、select，poll每次調用都要把fd集合從用戶態往內核態拷貝一次，並且要把current往設備等待隊列中掛一次，而epoll只要一次拷貝，而且把current往等待隊列上掛也只掛一次（在epoll_wait的開始，注意這裏的等待隊列並不是設備等待隊列，只是一個epoll內部定義的等待隊列）。這也能節省不少的開銷。
綜上，在選擇select，poll，epoll時要根據具體的使用場合以及這三種方式的自身特點。
1、表面上看epoll的性能最好，但是在連接數少並且連接都十分活躍的情況下，select和poll的性能可能比epoll好，畢竟epoll的通知機制需要很多函數回調(複雜的設計必然存在更多的中間處理環節,產生必要的開銷)。但是當遇到大量的idle- connection，就會發現epoll的效率大大高於select/poll。
2、select低效是因爲每次它都需要輪詢。但低效也是相對的，視情況而定，也可通過良好的設計改善