linux 高併發事件觸發處理 — epoll

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一. 概述
epoll 是 Linux 內核爲處理大批量文件描述符而做了改進的 poll，是 Linux 下多路複用 IO接口 select/poll 的加強版本

在 linux 的網絡編程中，很長時間都在使用 select 來作事件觸發。在 2.6 內核中，有一種替換它的機制，就是 epoll。

select 與 epoll 區別概述
(1) 函數使用上：epoll 使用一組函數來完成任務，而不是單個函數

(2) 效率：select 使用輪詢來處理，隨着監聽 fd 數目的增長而下降效率。而 epoll 把用戶關心的文件描述符事件放在內核裏的一個事件表中，只須要一個額外的文件描述符來標識內核中的這個事件表便可。

二. epoll 接口
epoll 事件觸發併發處理操做過程總共須要三個接口，下面詳細說明這三個接口的使用。

頭文件
#include <sys/epoll.h>
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1 int epoll_create(int size);
前面說到 epoll 使用內核事件表來實現 I/O 複用，因此須要一個額外的文件描述符來標識使用的內核事件表。

epoll_create 函數就是用來獲取內核事件表的特殊文件描述符，該函數返回的文件描述符將用做其餘 epoll 系統調用的第一個參數，以指定要訪問的內核事件表。

2 int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll 的事件註冊函數，用來操做內核事件表。它不一樣與 select() 是在監聽事件時告訴內核要監聽什麼類型的事件，而是在這裏先註冊要監聽的事件類型。

參數含義:
1. epfd： 要操做的內核事件表的文件描述符，即 epoll_create 的返回值
2. op：指定操做類型，操做類型有三種：
-> EPOLL_CTL_ADD：往內核事件表中註冊指定fd 相關的事件
-> EPOLL_CTL_MOD：修改指定 fd 上的註冊事件
-> EPOLL_CTL_DEL：刪除指定 fd 的註冊事件
3. fd：所要操做的文件描述符，也就是要內核事件表中監聽的 fd
4. event：指定所要監聽的事件類型，epoll_event 結構指針類型。
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struct epoll_even 結構以下：
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 */
};
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其中 events 成員描述事件類型，能夠是如下幾種類型宏的集合：

EPOLLIN：表示對應的文件描述符能夠讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符能夠寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這裏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設爲邊緣觸發(Edge Triggered)模式，這是相對於水平觸發(Level Triggered)來講的。
EPOLLONESHOT：只監聽一次事件，當監聽完此次事件以後，若是還須要繼續監聽這個socket的話，須要再次把這個socket加入到EPOLL隊列裏
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返回值
epoll_ctl 成功時返回 0，失敗則返回 -1，並設置 errno

3 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout);
等待事件的發生，它在一段超時時間以內等待一組文件描述符上的事件，epoll_wait 函數若是檢測到事件，就將全部就緒的事件從內核事件表(epfd 參數決定)中複製到第二個參數 events 指向的數組中。

參數
(1) epfd
要操做的內核事件表的文件描述符，即 epoll_create 的返回值

(2) events
內核事件表中獲得的檢測事件集合

(3) maxevents & timeout
maxevents 告訴內核 events 的最大 size，timeout 指定超時時間

返回值
成功時返回就緒的文件描述符的個數，失敗返回 -1 並設置 errno

三. epoll 工做模式
epoll 對文件描述符的操做有兩種模式：LT（level trigger）和 ET（edge trigger）。LT 模式是默認模式，LT 模式與 ET 模式的區別以下：

　　LT模式：電平觸發，當 epoll_wait 檢測到描述符事件發生並將此事件通知應用程序，應用程序能夠不當即處理該事件。下次調用 epoll_wait 時，會再次響應應用程序並通知此事件。

　　ET模式：邊沿觸發，當 epoll_wait 檢測到描述符事件發生並將此事件通知應用程序，應用程序必須當即處理該事件。若是不處理，下次調用 epoll_wait 時，不會再次響應應用程序並通知此事件。

　　ET 模式在很大程度上減小了 epoll 事件被重複觸發的次數，所以效率要比 LT 模式高。epoll 工做在 ET 模式的時候，必須使用非阻塞套接口，以免因爲一個文件句柄的阻塞讀/阻塞寫操做把處理多個文件描述符的任務餓死。————————————————版權聲明：本文爲CSDN博主「歲月斑駁7」的原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處連接及本聲明。原文連接：https://blog.csdn.net/qq_19923217/article/details/81943705