调试FSL Android(安卓)GPS学习select和epoll的用法

对于android GPS接口和调用关系，已经在jshazk1989的blog里介绍很详细，引用链接如下基于android 的GPS 移植——主要结构体及接口介绍和基于android 的GPS 移植——调用关系，在此不再过多介绍。

以下主要介绍在进行FSL i.Mx5 Android系统调试GPS遇到的一些问题和修改。系统使用的是车机的一块GPS芯片，支持标准的NMEA协议，独占一个串口，没有AGPS、XTRAGPS和NiGPS的实现，只需要打开标准的串口读取GPS数据去获取信息上报即可。

在串口的读取数据时采用的是epoll的接口方式，先了解一下select、poll、epoll的区别：

select,epoll,poll比较

select，poll，epoll简介

select

select本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是：

1 单个进程可监视的fd数量被限制

2 需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大

3 对socket进行扫描时是线性扫描

poll

poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历，如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备，则挂起当前进程，直到设备就绪或者主动超时，被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。

它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的，但是同样有一个缺点：

大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义。

poll还有一个特点是“水平触发”，如果报告了fd后，没有被处理，那么下次poll时会再次报告该fd。

epoll

epoll支持水平触发和边缘触发，最大的特点在于边缘触发，它只告诉进程哪些fd刚刚变为就需态，并且只会通知一次。

在前面说到的复制问题上，epoll使用mmap减少复制开销。

还有一个特点是，epoll使用“事件”的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知

1 支持一个进程所能打开的最大连接数

select	单个进程所能打开的最大连接数有FD_SETSIZE宏定义，其大小是32个整数的大小（在32位的机器上，大小就是3232，同理64位机器上FD_SETSIZE为3264），当然我们可以对进行修改，然后重新编译内核，但是性能可能会受到影响，这需要进一步的测试。
poll	poll本质上和select没有区别，但是它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的
epoll	虽然连接数有上限，但是很大，1G内存的机器上可以打开10万左右的连接，2G内存的机器可以打开20万左右的连接

2 FD剧增后带来的IO效率问题

select	因为每次调用时都会对连接进行线性遍历，所以随着FD的增加会造成遍历速度慢的“线性下降性能问题”。
poll	同上
epoll	因为epoll内核中实现是根据每个fd上的callback函数来实现的，只有活跃的socket才会主动调用callback，所以在活跃socket较少的情况下，使用epoll没有前面两者的线性下降的性能问题，但是所有socket都很活跃的情况下，可能会有性能问题。

3 消息传递方式

select	内核需要将消息传递到用户空间，都需要内核拷贝动作
poll	同上
epoll	epoll通过内核和用户空间共享一块内存来实现的。

综上，在选择select，poll，epoll时要根据具体的使用场合以及这三种方式的自身特点。表面上看epoll的性能最好，但是在连接数少并且连接都十分活跃的情况下，select和poll的性能可能比epoll好，毕竟epoll的通知机制需要很多函数回调。

代码中具体的实现如下：

static int
epoll_register( int epoll_fd, int fd )
{
struct epoll_event ev;
int ret, flags;

/* important: make the fd non-blocking */
flags = fcntl(fd, F_GETFL);
fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = fd;
do {
ret = epoll_ctl( epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev );
} while (ret < 0 && errno == EINTR);
return ret;
}

static int
epoll_deregister( int epoll_fd, int fd )
{
int ret;
do {
ret = epoll_ctl( epoll_fd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL );
} while (ret < 0 && errno == EINTR);
return ret;
}

static void*
gps_state_thread( void* arg )
{
GpsState* state = (GpsState*) arg;
NmeaReader *reader;
int epoll_fd = epoll_create(2);
int started = 0;
int gps_fd = state->fd;
int control_fd = state->control[1];

reader = &state->reader;

nmea_reader_init( reader );

// register control file descriptors for polling
epoll_register( epoll_fd, control_fd );
epoll_register( epoll_fd, gps_fd );

for (;;)
{
struct epoll_event events[2];
int ne, nevents;

nevents = epoll_wait( epoll_fd, events, 2, -1 );

if (nevents < 0)
{
if (errno != EINTR)
LOGE("epoll_wait() unexpected error: %s", strerror(errno));
continue;
}
// D("gps thread received %d events", nevents);
for (ne = 0; ne < nevents; ne++)
{
if ((events[ne].events & (EPOLLERR|EPOLLHUP)) != 0)
{
LOGE("EPOLLERR or EPOLLHUP after epoll_wait() !?");
goto Exit;
}

if ((events[ne].events & EPOLLIN) != 0)
{
int fd = events[ne].data.fd;

if (fd == control_fd)

……

else if(fd == gps_fd)

……

}

在代码的调试过程中，发现代码选择了用epoll的接口，而在读取gps的时候还用select的方式再读取一遍，

do {
fd_set readfds;
FD_ZERO(&readfds);
FD_SET(fd, &readfds);

ret = select(FD_SETSIZE, &readfds, NULL, NULL, NULL);
if (ret < 0)
continue;
if (FD_ISSET(fd, &readfds))
ret = read( fd, buf, sizeof(buf) );
// D("read buffer size: %d", ret);
} while (ret < 0 && errno == EINTR);

后改为直接read也一样工作正常。原文地址 http://blog.csdn.net/sz_zh/article/details/7802544

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