1. ET模式實現分析
1.1 ET和LT的實現區別
首先給出下面一張圖,這張圖是從我之前的一篇博文——epoll實現分析中摘取並細化的。這張圖對理解ET模式已經epoll的工作過程只管重要,當然我自己總結出來后也感覺有的小成就,在這里與大家分享。

注:上圖的poll不要理解成和select相似那個poll,這是通過epoll_ctl調用的。
下面簡要分析一下epoll的工作過程:
(1) epoll_wait調用ep_poll,當rdlist為空(無就緒fd)時掛起當前進程,知道rdlist不空時進程才被喚醒。
(2) 文件fd狀態改變(buffer由不可讀變為可讀或由不可寫變為可寫),導致相應fd上的回調函數ep_poll_callback()被調用。
(3) ep_poll_callback將相應fd對應epitem加入rdlist,導致rdlist不空,進程被喚醒,epoll_wait得以繼續執行。
(4) ep_events_transfer函數將rdlist中的epitem拷貝到txlist中,並將rdlist清空。
(5) ep_send_events函數(很關鍵),它掃描txlist中的每個epitem,調用其關聯fd對用的poll方法(圖中藍線)。此時對poll的調用僅僅是取得fd上較新的events(防止之前events被更新),之后將取得的events和相應的fd發送到用戶空間(封裝在struct epoll_event,從epoll_wait返回)。之后如果這個epitem對應的fd是LT模式監聽且取得的events是用戶所關心的,則將其重新加入回rdlist(圖中藍線),否則(ET模式)不在加入rdlist。
具體代碼:
/* 掃描整個txlist鏈表... */
for (eventcnt = 0, uevent = esed->events;
!list_empty(head) && eventcnt < esed->maxevents;) {
/* 取出第一個成員 */
epi = list_first_entry(head, struct epitem, rdllink);
/* 然后從鏈表里面移除 */
list_del_init(&epi->rdllink);
/* 讀取events,
* 注意events我們ep_poll_callback()里面已經取過一次了, 為啥還要再取?
* 1. 我們當然希望能拿到此刻的最新數據, events是會變的~
* 2. 不是所有的poll實現, 都通過等待隊列傳遞了events, 有可能某些驅動壓根沒傳
* 必須主動去讀取. */
revents = epi->ffd.file->f_op->poll(epi->ffd.file, NULL) &
epi->event.events;
if (revents) {
/* 將當前的事件和用戶傳入的數據都copy給用戶空間,
* 就是epoll_wait()后應用程序能讀到的那一堆數據. */
if (__put_user(revents, &uevent->events) ||
__put_user(epi->event.data, &uevent->data)) {
/* 如果copy過程中發生錯誤, 會中斷鏈表的掃描,
* 並把當前發生錯誤的epitem重新插入到ready list.
* 剩下的沒處理的epitem也不會丟棄, 在ep_scan_ready_list()
* 中它們也會被重新插入到ready list */
list_add(&epi->rdllink, head);
return eventcnt ? eventcnt : -EFAULT;
}
eventcnt++;
uevent++;
if (epi->event.events & EPOLLONESHOT)
epi->event.events &= EP_PRIVATE_BITS;
else if (!(epi->event.events & EPOLLET)) {
/*
* If this file has been added with Level
* Trigger mode, we need to insert back inside
* the ready list, so that the next call to
* epoll_wait() will check again the events
* availability. At this point, noone can insert
* into ep->rdllist besides us. The epoll_ctl()
* callers are locked out by
* ep_scan_ready_list() holding "mtx" and the
* poll callback will queue them in ep->ovflist.
*/
/* 嘿嘿, EPOLLET和非ET的區別就在這一步之差呀~
* 如果是ET, epitem是不會再進入到readly list,
* 除非fd再次發生了狀態改變, ep_poll_callback被調用.
* 如果是非ET, 不管你還有沒有有效的事件或者數據,
* 都會被重新插入到ready list, 再下一次epoll_wait
* 時, 會立即返回, 並通知給用戶空間. 當然如果這個
* 被監聽的fds確實沒事件也沒數據了, epoll_wait會返回一個0,
* 空轉一次.
*/
list_add_tail(&epi->rdllink, &ep->rdllist);
}
}
}
說明:
l epoll_wait返回的條件是rdlist不空,而使rdlist不空的途徑有兩個,分別對應圖中的紅線和藍線。
l ET和LT模式下的epitem都可以通過紅線方式加入rdlist從而喚醒epoll_wait,但LT模式下的epitem還可以通過藍線方式重新加入rdlist喚醒epoll_wait。所以ET模式下,fd就緒(通過紅線加入rdlist)只會被通知一次,而LT模式下只要滿足相應讀寫條件就返回就緒(通過藍線加入rdlist)。
l ET事件發生僅通知一次的原因是只被添加到rdlist中一次,而LT可以有多次添加的機會。
1.2 兩種加入rdlist途徑的不同
下面我們來分析一下圖中兩種將epitem加入rdlist方式(也就是紅線和藍線)的區別。
l 紅線:fd狀態改變是才會觸發。那么什么情況會導致fd狀態的改變呢?
對於讀取操作:
(1) 當buffer由不可讀狀態變為可讀的時候,即由空變為不空的時候。
(2) 當有新數據到達時,即buffer中的待讀內容變多的時候。
對於寫操作:
(1) 當buffer由不可寫變為可寫的時候,即由滿狀態變為不滿狀態的時候。
(2) 當有舊數據被發送走時,即buffer中待寫的內容變少得時候。
l 藍線:fd的events中有相應的時間(位置1)即會觸發。那么什么情況下會改變events的相應位呢?
對於讀操作:
(1) buffer中有數據可讀的時候,即buffer不空的時候fd的events的可讀為就置1。
對於寫操作:
(1) buffer中有空間可寫的時候,即buffer不滿的時候fd的events的可寫位就置1。
說明:紅線是時間驅動被動觸發,藍線是函數查詢主動觸發。