本文轉(zhuǎn)自C++愛(ài)好者博客?http://www.cppfans.org/author/eliteyang，順便記錄一下自己學(xué)習(xí)epoll的過(guò)程。

現(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)通訊中用epoll(linux)和IOCP(windows)幾乎是大家津津樂(lè)道的東西，不為別的，就因?yàn)楦咝?#xff0c;所以大家喜歡用。IOCP的基礎(chǔ)東西已經(jīng)講過(guò)了，可翻閱《IOCP淺析》?《IOCP淺析[二]——IOCP出現(xiàn)的意義和函數(shù)接口》.

什么是epoll？

epoll是Linux下多路復(fù)用IO接口select/poll的增強(qiáng)版本，它能顯著提高程序在大量并發(fā)連接中只有少量活躍的情況下的系統(tǒng)CPU利用率，因?yàn)樗鼤?huì)復(fù)用文件描述符集 合來(lái)傳遞結(jié)果而不用迫使開(kāi)發(fā)者每次等待事件之前都必須重新準(zhǔn)備要被偵聽(tīng)的文件描述符集合，另一點(diǎn)原因就是獲取事件的時(shí)候，它無(wú)須遍歷整個(gè)被偵聽(tīng)的描述符 集，只要遍歷那些被內(nèi)核IO事件異步喚醒而加入Ready隊(duì)列的描述符集合就行了。epoll除了提供select/poll那種IO事件的電平觸發(fā) （Level Triggered）外，還提供了邊沿觸發(fā)（Edge Triggered），這就使得用戶空間程序有可能緩存IO狀態(tài)，減少epoll_wait/epoll_pwait的調(diào)用，提高應(yīng)用程序效率。Linux2.6內(nèi)核中對(duì)/dev/epoll設(shè)備的訪問(wèn)的封裝（system epoll）。

這個(gè)使我們開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序更加簡(jiǎn)單，并且更加高效。

為什么要使用epoll？

同樣，我們?cè)趌inux系統(tǒng)下，影響效率的依然是I/O操作，linux提供給我們select/poll/epoll等多路復(fù)用I/O方式(kqueue暫時(shí)沒(méi)研究過(guò))，為什么我們對(duì)epoll情有獨(dú)鐘呢？原因如下：

1.文件描述符數(shù)量的對(duì)比。

epoll并沒(méi)有fd(文件描述符)的上限，它只跟系統(tǒng)內(nèi)存有關(guān)，我的2G的ubuntu下查看是20480個(gè)，輕松支持20W個(gè)fd。可使用如下命令查看：

cat /proc/sys/fs/file-max

再來(lái)看select/poll，有一個(gè)限定的fd的數(shù)量，linux/posix_types.h頭文件中

#define __FD_SETSIZE??? 1024

2.效率對(duì)比。

當(dāng)然了，你可以修改上述值，然后重新編譯內(nèi)核，然后再次寫(xiě)代碼，這也是沒(méi)問(wèn)題的，不過(guò)我先說(shuō)說(shuō)select/poll的機(jī)制，估計(jì)你馬上會(huì)作廢上面修改枚舉值的想法。

select/poll會(huì)因?yàn)楸O(jiān)聽(tīng)fd的數(shù)量而導(dǎo)致效率低下，因?yàn)樗禽喸兯衒d，有數(shù)據(jù)就處理，沒(méi)數(shù)據(jù)就跳過(guò)，所以fd的數(shù)量會(huì)降低效率；而epoll只處理就緒的fd，它有一個(gè)就緒設(shè)備的隊(duì)列，每次只輪詢?cè)撽?duì)列的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行處理。(先簡(jiǎn)單講一下，第二篇還會(huì)詳細(xì)講解)

3.內(nèi)存處理方式對(duì)比。

不管是哪種I/O機(jī)制，都無(wú)法避免fd在操作過(guò)程中拷貝的問(wèn)題，而epoll使用了mmap(是指文件/對(duì)象的內(nèi)存映射，被映射到多個(gè)內(nèi)存頁(yè)上)，所以同一塊內(nèi)存就可以避免這個(gè)問(wèn)題。

btw:TCP/IP協(xié)議棧使用內(nèi)存池管理sk_buff結(jié)構(gòu)，你還可以通過(guò)修改內(nèi)存池pool的大小，畢竟linux支持各種微調(diào)內(nèi)核。

epoll的工作方式

epoll分為兩種工作方式LT和ET。

LT(level triggered) 是默認(rèn)/缺省的工作方式，同時(shí)支持 block和no_block socket。這種工作方式下，內(nèi)核會(huì)通知你一個(gè)fd是否就緒，然后才可以對(duì)這個(gè)就緒的fd進(jìn)行I/O操作。就算你沒(méi)有任何操作，系統(tǒng)還是會(huì)繼續(xù)提示fd已經(jīng)就緒，不過(guò)這種工作方式出錯(cuò)會(huì)比較小，傳統(tǒng)的select/poll就是這種工作方式的代表。

ET(edge-triggered) 是高速工作方式，僅支持no_block socket，這種工作方式下，當(dāng)fd從未就緒變?yōu)榫途w時(shí)，內(nèi)核會(huì)通知fd已經(jīng)就緒，并且內(nèi)核認(rèn)為你知道該fd已經(jīng)就緒，不會(huì)再次通知了，除非因?yàn)槟承┎僮鲗?dǎo)致fd就緒狀態(tài)發(fā)生變化。如果一直不對(duì)這個(gè)fd進(jìn)行I/O操作，導(dǎo)致fd變?yōu)槲淳途w時(shí)，內(nèi)核同樣不會(huì)發(fā)送更多的通知，因?yàn)閛nly once。所以這種方式下，出錯(cuò)率比較高，需要增加一些檢測(cè)程序。

LT可以理解為水平觸發(fā)，只要有數(shù)據(jù)可以讀，不管怎樣都會(huì)通知。而ET為邊緣觸發(fā)，只有狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)才會(huì)通知，可以理解為電平變化。

如何使用epoll？

使用epoll很簡(jiǎn)單，只需要

#include <sys/epoll.h>

有三個(gè)關(guān)鍵函數(shù)：

int epoll_create(int size);

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_events* event);

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

當(dāng)然了，不要忘記關(guān)閉函數(shù).

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這篇就講到這里了，下面兩篇主要是函數(shù)介紹，效率分析，例子。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明：C++愛(ài)好者博客???淺析epoll-為何多路復(fù)用I/O要使用epoll

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅析epoll-为何多路复用I/O要使用epoll的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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