[Netty] select, poll, epoll

** 네트워크 IO는 본질적으로 파일디스크립터(FD)에 대한 작업.

1. select
특징으로는

file descriptor를 하나 하나에 체크하기 때문에 O(n)의 계산량이 필요합니다. 따라서 관리하는 file descriptor의 수가 증가하면 성능이 떨어진다.
또한 관리 수가 한정되어 있기 때문에 그 수를 초과하면 사용할 수 없다.

사용자가 selector.selectedKeys ()를 호출하면 운영 체제는 모든 소켓을 검색하여 시스템 커널에서 사용자의 메모리로 복사합니다. 연결 수가 증가하면 순회 및 복제 시간이 선형 적으로 증가하고 메모리 소비가 증가합니다.

Java NIO selector

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Selector라는 클래스가 가지고 있는 Key에 대한 I/O 이벤트를 감시하고 있으며, Accept, Read, Write, Connection Closed 와 같은 이벤트를 감시해서 non-blocking하게 동작한다.

스크린샷 2018-11-05 오후 10.23.24

위 예제처럼 Selector를 open하고 ServerSocket을 configureBlocking(false)로 주게 되면 non-blocking하게 동작하게 된다.

while(true) 안에서는 selector.select(); 가 호출되고 있는데, 이 부분에서 이벤트가 발생한 채널의 Event가 잡히게 되고

selectedKeys()로 이벤트가 발생한 key들의 리스트를 받아올 수 있다.

key에서는 Socket 클래스를 얻을 수 있으며 이를 통해서 I/O를 처리하면 된다.

위 구조로 변경을 하게 되면 over-head는 많이 줄게되나, CPU를 효율적으로 사용할 순 없다.

왜냐면 non-blocking으로 동작하게 되므로 하나의 Thread에서 Network I/O 및 소켓관리를 다 해야 하기 때문이다.

CPU 코어수가 늘어날 수록 위와같은 구조는 비효율을 보일 수 있다.

2. poll
poll은 거의 select와 동일하지만 다음과 같은 차이가 있다.

관리 file descriptor 무제한.
좀더 low level의 처리로 system call의 호출이 select보다 적음. 이식성 나쁨.
접속수가 늘어나면 오히려 fd당 체크 마스크의 크기가 select는 3bit인데 비해, poll은 64bit정도이므로 양이 많아지면 성능이 select보다 떨어짐.

3. epoll
linux커널 2.6.x이상 버전에만 지원되고 특징은 다음과 같다.