Linux高並發機制——epoll模型

epoll是一個特別重要的概念，常常用於處理服務端的並發問題。當服務端的在線人數越來越多，會導致系統資源吃緊，I/O效率越來越慢，這時候就應該考慮epoll了。epoll是Linux內核為處理大批句柄而作改進的poll，是Linux特有的I/O函數。其特點如下：

    1.epoll是Linux下多路復用IO接口select/poll的增強版本。其實現和使用方式與select/poll有很多不同，epoll通過一組函數來完成有關任務，而不是一個函數。

    2.epoll之所以高效，是因為epoll將用戶關心的文件描述符放到內核里的一個事件表中，而不是像select/poll每次調用都需要重復傳入文件描述符集或事件集。比如當一個事件發生（比如說讀事件），epoll無須遍歷整個被偵聽的描述符集，只要遍歷那些被內核IO事件異步喚醒而加入就緒隊列的描述符集合就行了。

    3.epoll有兩種工作方式，LT(level triggered)：水平觸發和ET(edge-triggered)：邊沿觸發。LT是select/poll使用的觸發方式，比較低效；而ET是epoll的高速工作方式。

    通俗理解就是，比如說有一堆女孩，有的很漂亮，有的很鳳姐。現在你想找漂亮的女孩聊天，LT就是你需要把這一堆女孩全都看一遍，才可以找到其中的漂亮的（就緒事件）；而ET是你的小弟（內核）將N個漂亮的女孩編號告訴你，你直接去看就好，所以epoll很高效。另外，還記得我的上一篇文章中小明找女神聊天的例子嗎？采用非阻塞方式，小明還需要每隔十分鍾回來看一下（select）；如果小明有小弟（內核）幫他守在大門口，女神回來了，小弟會主動打電話，告訴小明女神回來了，快來處理吧！這就是epoll。

    epoll共有三個函數，如下：

   

1、int epoll_create(int size)
  // 創建一個epoll句柄，參數size用來告訴內核監聽的數目，size為epoll所支持的最大句柄數

2、int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
   /*函數功能： epoll事件注冊函數
　 參數epfd為epoll的句柄，即epoll_create返回值
　 參數op表示動作，用3個宏來表示：
　　  EPOLL_CTL_ADD(注冊新的fd到epfd)，
    　EPOLL_CTL_MOD(修改已經注冊的fd的監聽事件)，
　　  EPOLL_CTL_DEL(從epfd刪除一個fd)；
　　  其中參數fd為需要監聽的標示符；
　 參數event告訴內核需要監聽的事件，event的結構如下：*/
    struct epoll_event {
      __uint32_t events; //Epoll events
      epoll_data_t data; //User data variable
    };

3、 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)
//等待事件的產生，函數返回需要處理的事件數目（該數目是就緒事件的數目，就是前面所說漂亮女孩的個數N）

因此，服務端epoll的時候，步驟如下：

    1.調用epoll_create函數在Linux內核中創建一個事件表；

    2.然后將文件描述符（監聽套接字）添加到所創建的事件表中；

    3.在主循環中，調用epoll_wait等待返回就緒的文件描述符集合；

    4.分別處理就緒的事件集合

下面介紹下如何將一個socket添加到內核事件表中，如下：

   

//將文件描述符fd添加到epollfd標示的內核事件表中， 並注冊EPOLLIN和EPOOLET事件，EPOLLIN是數據可讀事件；EPOOLET表明是ET工作方式。最后將文件描述符設置非阻塞方式
/**
  * @param epollfd: epoll句柄
  * @param fd: 文件描述符
  * @param enable_et : enable_et = true,
     采用epoll的ET工作方式；否則采用LT工作方式
**/
void addfd( int epollfd, int fd, bool enable_et )
{
    struct epoll_event ev;
    ev.data.fd = fd;
    ev.events = EPOLLIN;
    if( enable_et )
        ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
    epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);
    setnonblocking(fd);
    printf("fd added to epoll!\n\n");
}