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C++如何使用epoll或select进行高并发IO_C++ 高并发IO实现方法

尼克

发布： 2025-10-06 10:30:02

原创

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epoll是Linux下高并发IO的首选机制，select适用于跨平台简单场景。epoll通过epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait实现高效事件驱动，支持边缘触发（ET）模式与非阻塞IO，显著提升性能；而select受限于fd数量和遍历开销，适合低并发。结合线程池与合理资源管理可充分发挥C++网络服务性能。

c++如何使用epoll或select进行高并发io_c++ 高并发io实现方法

在C++中实现高并发IO，epoll（Linux特有）和select是常用的多路复用机制。它们允许单个线程同时监控多个文件描述符，适合处理大量并发连接，尤其在网络服务器开发中广泛应用。

select 实现高并发IO

select 是POSIX标准支持的IO多路复用机制，跨平台兼容性好，但性能有限。

使用步骤如下：

初始化 fd_set 集合，包含需要监听的文件描述符（如socket）
调用 select 函数，传入最大fd值+1 和读/写/异常集合
select 返回后，遍历所有fd，检查是否就绪
对就绪的fd进行读写操作

示例代码片段：

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fd_set read_fds;
FD_ZERO(&read_fds);
FD_SET(server_fd, &read_fds);
int max_fd = server_fd;

// 添加已连接的client fd
for (int fd : client_fds) {
    FD_SET(fd, &read_fds);
    if (fd > max_fd) max_fd = fd;
}

struct timeval timeout = {1, 0};
int activity = select(max_fd + 1, &read_fds, nullptr, nullptr, &timeout);

if (activity > 0) {
    if (FD_ISSET(server_fd, &read_fds)) {
        // 接受新连接
    }
    for (int fd : client_fds) {
        if (FD_ISSET(fd, &read_fds)) {
            // 处理客户端数据
        }
    }
}

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限制：每次调用都要遍历所有fd，fd数量上限通常为1024，效率随连接数增加显著下降。

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epoll 实现高性能IO

epoll 是Linux特有的高效IO多路复用机制，适用于大规模并发场景（如数万连接）。

核心接口：

epoll_create：创建epoll实例
epoll_ctl：注册、修改或删除监听的fd
epoll_wait：等待事件发生，返回就绪事件列表

两种工作模式：

LT（水平触发）：只要fd可读/可写，就会持续通知
ET（边缘触发）：仅在状态变化时通知一次，需一次性处理完数据

ET模式配合非阻塞IO能减少系统调用次数，提升性能。

示例流程：

int epfd = epoll_create1(0);
struct epoll_event ev, events[MAX_EVENTS];

ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
ev.data.fd = server_fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, server_fd, &ev);

while (true) {
    int n = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (events[i].data.fd == server_fd) {
            // 接受新连接，并加入epoll
        } else {
            // 处理客户端数据（非阻塞读取）
            handle_client(events[i].data.fd);
        }
    }
}

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