epoll 基本知识与使用

https://blog.csdn.net/qq_35721743/article/details/86742508

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。

epoll 的接口，一共有三个函数， 都在头文件 #include <sys/epoll.h> 里。

1. 创建 epoll 句柄

int epfd = epoll_create(intsize);

创建一个 epoll 句柄，size 用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，在linux下如果查看 /proc/进程id/fd/, 是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用 close() 关闭。 否则可能导致 fd 被耗尽。

函数声明： int epoll_create(int size)

该函数生成一个epoll专用的文件描述符。它其实是在内核申请一空间，用来存放你想关注的socket fd 上是否发生以及发生了什么事件。size就是你在这个epoll fd上能关注的最大socket fd 数， 由用户确定， 只要内存空间够用。

2. 将被监听的描述符添加到epoll句柄或从epoll句柄中删除或者对监听事件进行修改

函数声明：int epoll_ctl( int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event )

返回值：如果调用成功返回0，不成功返回-1.

该函数用于控制某个 epoll 文件描述符上的事件，可以注册事件、修改事件、删除事件。

参数：

epfd : 由 epoll_create 生成的 epoll 专用的文件描述符；

op : 要进行的操作，例如注册事件。可能的取值有：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　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

fd : 关联的文件描述符，需要监听的 fd .

event : 指向 epoll_event 的指针， 告诉内核需要监听什么事件 ， struct epoll event 结构如下：

struct epoll_event{
    __uint32_t events; // Epoll events： EPOLLIN,EPOLLOUT,EPOLLPRI,EPOLLERR,EPOLLHUP,EPOLLET,EPOLLONESHOT
    epoll_data_t data;  // User data variable
};

typedef union epoll_data{
    void *ptr;
    int fd;
    __uint32_t u32;
    __uint64_t u64;
} epoll_data_t;

events 可以是一下几个宏的集合：

EPOLLIN : 触发该事件，表示对应的文件描述符上有可读数据。 （包括对端 SOCKET 正常关闭）

EPOLLOUT : 触发该事件，表示对应的文件描述符上可以写数据；

EPOLLPRI : 表示对应的文件描述符上有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）；

EPOLLERR : 表示对应的文件描述符发生错误；

EPOLLHUP : 表示对应的文件描述符被挂断；

EPOLLET : 将 EPOLL 设为 边缘触发 （Edge Triggered） 模式，这是相对于水平触发（Level Triggered）来说的。

EPOLLONESHOT : 只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里。

如：

struct epoll_event ev;
ev.data.fd = listenfd; // 设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.events = EPOLLIN | EPOLLOUT; // 设置要处理的事件类型
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev); // 注册 epoll 事件

3. 等待事件触发， 当超过 timeout 还没有事件触发时，就超时

int epoll_wait(  int epfd,   struct epoll_event * events,   int maxevents,   int timeout  );

返回：该函数返回需要处理的事件数目，返回的事件集合在events数组中，数组中实际存放的成员个数是函数的返回值。如返回0表示已超时。

参数：

epfd : 由 epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；

events : 用于回传待处理的事件的数组，从内核得到事件的集合

maxevents : 每次能处理的事件数， 告知内核这个events有多大（数组成员的个数），这个maxevents 的值不能大于创建epoll_create()时候的size。

timeout : 等待 IO 事件发生的超时值； -1相当于阻塞， 0相当于非阻塞

epoll_wait 运行的原理是： 等待注册在 epfd 上的 socket fd 的 事件发生，如果发生，则将发生的fd 和事件保存在 events里，并将epfd上该fd的事件清空。如果需要继续监听该fd，则需要使用EPOLL_CTL_MOD 添加需要监听的事件。因为没有清空epfd上的fd，所以不需要使用EPOLL_CTL_ADD.

最后，水平触发（LT）是默认的工作模式，适合与阻塞和非阻塞socket, 错误率小。边缘出发（ET）是高速工作模式，只适用于非阻塞socket。