以下文章轉在網絡,對epoll說明比較詳細
epoll - I/O event notification facility
在linux的網絡編程中,很長的時間都在使用select來做事件觸發。在linux新的內核中,有了一種替換它的機制,就是epoll。
相比于select,epoll最大的好處在于它不會隨著監聽fd數目的增長而降低效率。因為在內核中的select實現中,它是采用輪詢來處理的,輪詢 的fd數目越多,自然耗時越多。并且,在linux/posix_types.h頭文件有這樣的聲明:
#define __FD_SETSIZE 1024
表示select最多同時監聽1024個fd,當然,可以通過修改頭文件再重編譯內核來擴大這個數目,但這似乎并不治本。
epoll的接口非常簡單,一共就三個函數:
1. int epoll_create(int size);
創 建一個epoll的句柄,size用來告訴內核這個監聽的數目一共有多大。這個參數不同于select()中的第一個參數,給出最大監聽的fd+1的值。 需要注意的是,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。
2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件注冊函數,它不同與select()是在監聽事件時告訴內核要監聽什么類型的事件,而是在這里先注冊要監聽的事件類型。第一個參數是 epoll_create()的返回值,第二個參數表示動作,用三個宏來表示:
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:
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:
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
3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
等 待事件的產生,類似于select()調用。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。
4、關于ET、LT兩種工作模式:
可以得出這樣的結論:
ET 模式僅當狀態發生變化的時候才獲得通知,這里所謂的狀態的變化并不包括緩沖區中還有未處理的數據,也就是說,如果要采用ET模式,需要一直 read/write直到出錯為止,很多人反映為什么采用ET模式只接收了一部分數據就再也得不到通知了,大多因為這樣;而LT模式是只要有數據沒有處理 就會一直通知下去的.
那么究竟如何來使用epoll呢?其實非常簡單。
通過在包含一個頭文件#include <sys/epoll.h> 以及幾個簡單的API將可以大大的提高你的網絡服務器的支持人數。
首 先通過create_epoll(int maxfds)來創建一個epoll的句柄,其中maxfds為你epoll所支持的最大句柄數。這個函數會返回一個新的epoll句柄,之后的所有操作 將通過這個句柄來進行操作。在用完之后,記得用close()來關閉這個創建出來的epoll句柄。
之后在你的網絡主循環里面,每一幀的調用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)來查詢所有的網絡接口,看哪一個可以讀,哪一個可以寫了。基本的語法為:
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其 中kdpfd為用epoll_create創建之后的句柄,events是一個epoll_event*的指針,當epoll_wait這個函數操作成功 之后,epoll_events里面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監聽的所有socket句柄數。最后一個timeout是 epoll_wait的超時,為0的時候表示馬上返回,為-1的時候表示一直等下去,直到有事件范圍,為任意正整數的時候表示等這么長的時間,如果一直沒 有事件,則范圍。一般如果網絡主循環是單獨的線程的話,可以用-1來等,這樣可以保證一些效率,如果是和主邏輯在同一個線程的話,則可以用0來保證主循環 的效率。
epoll_wait范圍之后應該是一個循環,遍利所有的事件。
幾乎所有的epoll程序都使用下面的框架:
for( ; ; )
{
nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);
for(i=0;i<nfds;++i)
{
if(events[i].data.fd==listenfd) //有新的連接
{
connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept這個連接
ev.data.fd=connfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); //將新的fd添加到epoll的監聽隊列中
}
else if( events[i].events&EPOLLIN ) //接收到數據,讀socket
{
n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0 //讀
ev.data.ptr = md; //md為自定義類型,添加數據
ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);//修改標識符,等待下一個循環時發送數據,異步處理的精 髓
}
else if(events[i].events&EPOLLOUT) //有數據待發送,寫socket
{
struct myepoll_data* md = (myepoll_data*)events[i].data.ptr; //取數據
sockfd = md->fd;
send( sockfd, md->ptr, strlen((char*)md->ptr), 0 ); //發送數據
ev.data.fd=sockfd;
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); //修改標識符,等待下一個循環時接收數據
}
else
{
//其他的處理
}
}
}