Linux中epoll IO多路復用機制

　　epoll簡介

　　epoll 是Linux內核中的一種可擴展IO事件處理機制，最早在 Linux 2.5.44內核中引入，可被用于代替POSIX select 和 poll 系統調用，并且在具有大量應用程序請求時能夠獲得較好的性能（ 此時被監視的文件描述符數目非常大，與舊的 select 和 poll 系統調用完成操作所需 O（n） 不同， epoll能在O（1）時間內完成操作，所以性能相當高），epoll 與 FreeBSD的kqueue類似，都向用戶空間提供了自己的文件描述符來進行操作。

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　　int epoll_create（int size）;

　　創建一個epoll的句柄，size用來告訴內核需要監聽的數目一共有多大。當創建好epoll句柄后，它就是會占用一個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后，必須調用close（） 關閉，否則可能導致fd被耗盡。

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　　int epoll_ctl（int epfd， int op， int fd， struct epoll_event *event）;

　　epoll的事件注冊函數，第一個參數是 epoll_create（） 的返回值，第二個參數表示動作，使用如下三個宏來表示：

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　　EPOLL_CTL_ADD //注冊新的fd到epfd中；

　　EPOLL_CTL_MOD //修改已經注冊的fd的監聽事件；

　　EPOLL_CTL_DEL //從epfd中刪除一個fd；

　　第三個參數是需要監聽的fd，第四個參數是告訴內核需要監聽什么事，struct epoll_event 結構如下：

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　　typedef union epoll_data

　　{

　　void *ptr;

　　int fd;

　　__uint32_t u32;

　　__uint64_t u64;

　　} epoll_data_t;

　　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：

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　　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（這里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設為邊緣觸發（Edge Triggered）模式，這是相對于水平觸發（Level Triggered）來說的。

　　EPOLLONESHOT//只監聽一次事件，當監聽完這次事件之后，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隊列里。

　　當對方關閉連接（FIN）， EPOLLERR，都可以認為是一種EPOLLIN事件，在read的時候分別有0，-1兩個返回值。

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　　int epoll_wait（int epfd， struct epoll_event *events， int maxevents， int timeout）;

　　　　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 的值不能大于創建 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。 我們目前的網絡模型大都是epoll的，因為epoll模型會比select模型性能高很多， 尤其在大連接數的情況下，作為后臺開發人員需要理解其中的原因。

　　select/epoll的特點： select的特點：select 選擇句柄的時候，是遍歷所有句柄，也就是說句柄有事件響應時，select需要遍歷所有句柄才能獲取到哪些句柄有事件通知，因此效率是非常低。但是如果連接很少的情況下， select和epoll的LT觸發模式相比， 性能上差別不大。 這里要多說一句，select支持的句柄數是有限制的， 同時只支持1024個，這個是句柄集合限制的，如果超過這個限制，很可能導致溢出，而且非常不容易發現問題， TAF就出現過這個問題， 調試了n天，才發現：）當然可以通過修改linux的socket內核調整這個參數。

　　epoll的特點：epoll對于句柄事件的選擇不是遍歷的，是事件響應的，就是句柄上事件來就馬上選擇出來，不需要遍歷整個句柄鏈表，因此效率非常高，內核將句柄用紅黑樹保存的。 對于epoll而言還有ET和LT的區別，LT表示水平觸發，ET表示邊緣觸發，兩者在性能以及代碼實現上差別也是非常大的。