Linux系统的I/O复用机制是系统编程中非常重要的一部分，因为它能够提高系统对于I/O密集型任务的处理效率及其响应速度。而select、poll、epoll三个模型是I/O复用的经典实现方式，在本文中，我将为你介绍这三种模型的原理及其优缺点。
一、select模型介绍及其优缺点
select是一种经典的I/O复用模型，它通过对于指定的一组文件描述符进行扫描，来检测对应的I/O事件是否就绪，并返回发生I/O事件的描述符。select模型使用一个文件描述符集合来标识所有需要进行I/O监控的文件描述符，调用select函数时，会将所有文件描述符拷贝进一个新的集合中，以便内核检测这些文件描述符的I/O事件是否就绪。
1、select模型的优点
- select支持的平台广泛，几乎所有的系统都支持select模型；
- select可以同时监控多个文件描述符，并且能够监控读、写、异常三种类型的事件；
- select模型是非常成熟和稳定的，常用在许多网络应用程序中。
2、select模型的缺点
- select每次监控都需要将整个I/O集合拷贝到内核中，这会造成大量的内存开销；
- select的效率比较低，因为它是轮询方式检查I/O事件，而不是事件驱动方式，因此需要不停地扫描；
- select对于文件描述符数量的限制比较严格，这是由于文件描述符集合是一个整体，当被监控文件描述符的数量增加时，集合的复制和扫描操作将变得越来越复杂，效率也会降低。
二、poll模型介绍及其优缺点
poll与select非常相似，它也通过一个文件描述符集合来标记需要监控的文件描述符，调用poll函数时，内核会检查这些文件描述符的I/O事件是否就绪，并返回就绪的文件描述符，以及对应的事件类型。不同的是，poll没有文件描述符数量的限制，因此可以处理任意数量的文件描述符。
1、poll模型的优点
- poll没有文件描述符数量限制，可以处理任意数量的文件描述符；
- poll的效率比select高，因为它只需要将需要监控的文件描述符拷贝一次，而select需要拷贝两次；
- poll模型针对大量文件描述符的复用，可以提高系统对于I/O密集型任务的处理效率。
2、poll模型的缺点
- poll还是无法避免每次扫描所有的文件描述符，因此效率仍然比较低；
- 对于大量的文件描述符，poll或许会占用大量的内存。
三、epoll模型介绍及其优缺点
epoll是Linux内核从2.6版本开始提供的，是select、poll的改良版，它通过epoll_create函数创建一个epoll句柄，然后通过epoll_ctl函数向句柄添加文件描述符，最后通过epoll_wait函数等待文件描述符上的事件发生。
epoll模型采用了事件驱动的方式，当某一文件描述符上的I/O事件就绪时，内核会将就绪的事件放到一个就绪链表中。而epoll_wait函数只需要遍历这个链表即可获取文件描述符上的已就绪事件列表，从而避免了无意义的遍历。另外，epoll也支持ET和LT两种触发模式，可以根据不同的需求进行选择。
1、epoll模型的优点
- epoll模型采用事件驱动的方式，相比select和poll的轮询方式，可以大大降低处理I/O事件的时间消耗；
- epoll支持高并发的I/O复用，在处理大量的并发连接时非常有效；
- epoll支持ET和LT两种触发方式，具有较高的灵活性和可定制性。
2、epoll模型的缺点
- epoll模型只能运行在Linux系统中，不能处理跨平台的应用程序；
- epoll模型的代码相对而言比较复杂，对于初学者而言，很难理解epoll在底层是如何工作的。
在实际应用中，对于不同的应用程序，需要选择不同的I/O复用模型，以适应不同的需求，下面是三种模型的适用条件：
- select模型适合连接数量不太多，但是I/O任务比较简单的网络应用程序；
- poll模型适合连接数量较多，但是I/O任务比较简单的网络应用程序；
- epoll模型适合连接数量较多，比较复杂的网络应用程序，能够大大提升系统的处理效率。
总的来说，I/O复用机制提供了一种高效、可靠的方式来处理大量的I/O任务，而在选择I/O复用模型时，需要根据应用程序的实际需求进行选择，以充分发挥其优点，提高程序的处理效率。
