基本套接字编程（5） -- epoll篇

1. epoll技术

epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。另一点原因就是获取事件的时候，它无须遍历整个被侦听的描述符集，只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了。epoll除了提供select/poll那种IO事件的水平触发（Level Triggered）外，还提供了边缘触发（Edge Triggered），这就使得用户空间程序有可能缓存IO状态，减少epoll_wait/epoll_pwait的调用，提高应用程序效率。 相比于select，epoll最大的好处在于它不会随着监听fd数目的增长而降低效率。因为在内核中的select实现中，它是采用轮询来处理的，轮询的fd数目越多，自然耗时越多。并且，在linux/posix_types.h头文件有这样的声明：
#define __FD_SETSIZE    1024
表示select最多同时监听1024个fd，当然，可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目，但这似乎并不治本。

2. epoll系统调用

epoll技术的接口实现非常简单，相关系统调用：

• epoll_create()  or  epoll_create1
• epoll_ctl()
• epoll_wait()

下面详细阐述其系统调用函数。

2.1 句柄创建 -- epoll_create()

#include int epoll_create(int size);
int epoll_create1(int flags);
				返回值：epoll句柄

首先：epoll_create()创建一个epoll的事例，通知内核需要监听size个fd。size指的并不是最大的后备存储设备，而是衡量内核内部结构大小的一个提示。当创建成功后，会占用一个fd，所以记得在使用完之后调用close()，否则fd可能会被耗尽。 Note:自从Linux2.6.8版本以后，size值其实是没什么用的，不过要大于0，因为内核可以动态的分配大小，所以不需要size这个提示了。

其次：epoll_create1()函数，其实它和epoll_create差不多，不同的是epoll_create1函数的参数是flag；

• 当flag是0时，表示和epoll_create函数完全一样，不需要size的提示了；
• 当flag = EPOLL_CLOEXEC，创建的epfd会设置FD_CLOEXEC；
• 当flag = EPOLL_NONBLOCK，创建的epfd会设置为非阻塞。

一般用法都是使用EPOLL_CLOEXEC。
Note:关于FD_CLOEXEC，它是fd的一个标识说明，用来设置文件close-on-exec状态的。当close-on-exec状态为0时，调用exec时，fd不会被关闭；状态非零时则会被关闭，这样做可以防止fd泄露给执行exec后的进程。

2.2 事件注册 -- epoll_ctl()

 #include int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
			返回值：成功返回0 失败返回-1，errno设置为错误码

epoll的事件注册函数，它不同于select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。

• 第一个参数是epoll_create()的返回值；
• 第二个参数表示动作，用三个宏来表示：

EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件；
EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd；

• 第三个参数是需要监听的fd。
• 第四个参数是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构如下：

 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

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