From: http://blog.csdn.net/piaojun_pj/article/details/6103709

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epoll的優(yōu)點：
1.支持一個進程打開大數(shù)目的socket描述符(FD)
??? select 最不能忍受的是一個進程所打開的FD是有一定限制的，由FD_SETSIZE設(shè)置，默認值是2048。對于那些需要支持的上萬連接數(shù)目的IM服務(wù)器來說顯然太少了。這時候你一是可以選擇修改這個宏然后重新編譯內(nèi)核，不過資料也同時指出這樣會帶來網(wǎng)絡(luò)效率的下降，二是可以選擇多進程的解決方案(傳統(tǒng)的 Apache方案)，不過雖然linux上面創(chuàng)建進程的代價比較小，但仍舊是不可忽視的，加上進程間數(shù)據(jù)同步遠比不上線程間同步的高效，所以也不是一種完美的方案。不過 epoll則沒有這個限制，它所支持的FD上限是最大可以打開文件的數(shù)目，這個數(shù)字一般遠大于2048,舉個例子,在1GB內(nèi)存的機器上大約是10萬左右，具體數(shù)目可以cat /proc/sys/fs/file-max察看,一般來說這個數(shù)目和系統(tǒng)內(nèi)存關(guān)系很大。

2.IO效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降
??? 傳統(tǒng)的select/poll另一個致命弱點就是當你擁有一個很大的socket集合，不過由于網(wǎng)絡(luò)延時，任一時間只有部分的socket是"活躍"的，但是select/poll每次調(diào)用都會線性掃描全部的集合，導致效率呈現(xiàn)線性下降。但是epoll不存在這個問題，它只會對"活躍"的socket進行操作---這是因為在內(nèi)核實現(xiàn)中epoll是根據(jù)每個fd上面的callback函數(shù)實現(xiàn)的。那么，只有"活躍"的socket才會主動的去調(diào)用 callback函數(shù)，其他idle狀態(tài)socket則不會，在這點上，epoll實現(xiàn)了一個"偽"AIO，因為這時候推動力在os內(nèi)核。在一些 benchmark中，如果所有的socket基本上都是活躍的---比如一個高速LAN環(huán)境，epoll并不比select/poll有什么效率，相反，如果過多使用epoll_ctl,效率相比還有稍微的下降。但是一旦使用idle connections模擬WAN環(huán)境,epoll的效率就遠在select/poll之上了。

3.使用mmap加速內(nèi)核與用戶空間的消息傳遞。
??? 這點實際上涉及到epoll的具體實現(xiàn)了。無論是select,poll還是epoll都需要內(nèi)核把FD消息通知給用戶空間，如何避免不必要的內(nèi)存拷貝就很重要，在這點上，epoll是通過內(nèi)核于用戶空間mmap同一塊內(nèi)存實現(xiàn)的。而如果你想我一樣從2.5內(nèi)核就關(guān)注epoll的話，一定不會忘記手工 mmap這一步的。

4.內(nèi)核微調(diào)
??? 這一點其實不算epoll的優(yōu)點了，而是整個linux平臺的優(yōu)點。也許你可以懷疑linux平臺，但是你無法回避linux平臺賦予你微調(diào)內(nèi)核的能力。比如，內(nèi)核TCP/IP協(xié)議棧使用內(nèi)存池管理sk_buff結(jié)構(gòu)，那么可以在運行時期動態(tài)調(diào)整這個內(nèi)存pool(skb_head_pool)的大小--- 通過echo XXXX>/proc/sys/net/core/hot_list_length完成。再比如listen函數(shù)的第2個參數(shù)(TCP完成3次握手的數(shù)據(jù)包隊列長度)，也可以根據(jù)你平臺內(nèi)存大小動態(tài)調(diào)整。更甚至在一個數(shù)據(jù)包面數(shù)目巨大但同時每個數(shù)據(jù)包本身大小卻很小的特殊系統(tǒng)上嘗試最新的NAPI網(wǎng)卡驅(qū)動架構(gòu)。

epoll簡介

在linux的網(wǎng)絡(luò)編程中，很長的時間都在使用select來做事件觸發(fā)。在linux新的內(nèi)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(jiān)聽fd數(shù)目的增長而降低效率。因為在內(nèi)核中的select實現(xiàn)中，它是采用輪詢來處理的，輪詢的fd數(shù)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(jiān)聽1024個fd，當然，可以通過修改頭文件再重編譯內(nèi)核來擴大這個數(shù)目，但這似乎并不治本。

epoll的接口非常簡單，一共就三個函數(shù)：

1. int epoll_create(int size);
創(chuàng)建一個epoll的句柄，size用來告訴內(nèi)核這個監(jiān)聽的數(shù)目一共有多大。這個參數(shù)不同于select()中的第一個參數(shù)，給出最大監(jiān)聽的fd+1的值。需要注意的是，當創(chuàng)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(diào)用close()關(guān)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(shù)，它不同與select()是在監(jiān)聽事件時告訴內(nèi)核要監(jiān)聽什么類型的事件，而是在這里先注冊要監(jiān)聽的事件類型。第一個參數(shù)是epoll_create()的返回值，第二個參數(shù)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(jīng)注冊的fd的監(jiān)聽事件；
EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；
第三個參數(shù)是需要監(jiān)聽的fd，第四個參數(shù)是告訴內(nèi)核需要監(jiān)聽什么事，struct epoll_event結(jié)構(gòu)如下：
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(yīng)的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關(guān)閉）；
EPOLLOUT：表示對應(yīng)的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應(yīng)的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀（這里應(yīng)該表示有帶外數(shù)據(jù)到來）；
EPOLLERR：表示對應(yīng)的文件描述符發(fā)生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應(yīng)的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設(shè)為邊緣觸發(fā)(Edge Triggered)模式，這是相對于水平觸發(fā)(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監(jiān)聽一次事件，當監(jiān)聽完這次事件之后，如果還需要繼續(xù)監(jiān)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(chǎn)生，類似于select()調(diào)用。參數(shù)events用來從內(nèi)核得到事件的集合，maxevents告之內(nèi)核這個events有多大，這個maxevents的值不能大于創(chuàng)建epoll_create()時的size，參數(shù)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(shù)返回需要處理的事件數(shù)目，如返回0表示已超時。

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下面是我在redhat9上用epoll實現(xiàn)的簡單的C/S通信，已經(jīng)運行通過了。

server.c

[c-sharp] view plaincopyprint?

#include?<stdio.h>??? ?

#include?<sys/types.h>??? ?

#include?<sys/socket.h>??? ?

#include?<netinet/in.h>??? ?

#include?<arpa/inet.h>? ?

#include?<stdlib.h> ?

#include?<string.h> ?

#include?<sys/epoll.h> ?

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#define?BUFFER_SIZE?40 ?

#define?MAX_EVENTS?10 ??

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int?main(int?argc,?char?*?argv[])?????

{??

????int?server_sockfd;//?服務(wù)器端套接字??? ??

????int?client_sockfd;//?客戶端套接字??? ??

????int?len;?????

????struct?sockaddr_in?my_addr;???//?服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)體??? ??

????struct?sockaddr_in?remote_addr;?//?客戶端網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)體??? ??

????int?sin_size;?????

????char?buf[BUFFER_SIZE];??//?數(shù)據(jù)傳送的緩沖區(qū)??? ??

????memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr));?//?數(shù)據(jù)初始化--清零??? ??

????my_addr.sin_family=AF_INET;?//?設(shè)置為IP通信??? ??

????my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;//?服務(wù)器IP地址--允許連接到所有本地地址上??? ??

????my_addr.sin_port=htons(8000);?//?服務(wù)器端口號??? ??

????//?創(chuàng)建服務(wù)器端套接字--IPv4協(xié)議，面向連接通信，TCP協(xié)議 ??

????if((server_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)?????

????{???????

????????perror("socket");?????

????????return?1;?????

????}?????

????//?將套接字綁定到服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址上 ??

????if?(bind(server_sockfd,(struct?sockaddr?*)&my_addr,sizeof(struct?sockaddr))<0)?????

????{?????

????????perror("bind");?????

????????return?1;?????

????}?????

????//?監(jiān)聽連接請求--監(jiān)聽隊列長度為5? ??

????listen(server_sockfd,5);?????

????sin_size=sizeof(struct?sockaddr_in);???

????//?創(chuàng)建一個epoll句柄 ??

????int?epoll_fd;??

????epoll_fd=epoll_create(MAX_EVENTS);??

????if(epoll_fd==-1)??

????{??

????????perror("epoll_create?failed");??

????????exit(EXIT_FAILURE);??

????}??

????struct?epoll_event?ev;//?epoll事件結(jié)構(gòu)體 ??

????struct?epoll_event?events[MAX_EVENTS];//?事件監(jiān)聽隊列 ??

????ev.events=EPOLLIN;??

????ev.data.fd=server_sockfd;??

????//?向epoll注冊server_sockfd監(jiān)聽事件 ??

????if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,server_sockfd,&ev)==-1)??

????{??

????????perror("epll_ctl:server_sockfd?register?failed");??

????????exit(EXIT_FAILURE);??

????}??

????int?nfds;//?epoll監(jiān)聽事件發(fā)生的個數(shù) ??

????//?循環(huán)接受客戶端請求???? ??

????while(1)??

????{??

????????//?等待事件發(fā)生 ??

????????nfds=epoll_wait(epoll_fd,events,MAX_EVENTS,-1);??

????????if(nfds==-1)??

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????????????perror("start?epoll_wait?failed");??

????????????exit(EXIT_FAILURE);??

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????????int?i;??

????????for(i=0;i<nfds;i++)??

????????{??

????????????//?客戶端有新的連接請求 ??

????????????if(events[i].data.fd==server_sockfd)??

????????????{??

????????????????//?等待客戶端連接請求到達 ??

????????????????if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct?sockaddr?*)&remote_addr,&sin_size))<0)??

????????????????{?????

????????????????????perror("accept?client_sockfd?failed");?????

????????????????????exit(EXIT_FAILURE);??

????????????????}??

????????????????//?向epoll注冊client_sockfd監(jiān)聽事件 ??

????????????????ev.events=EPOLLIN;??

????????????????ev.data.fd=client_sockfd;??

????????????????if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,client_sockfd,&ev)==-1)??

????????????????{??

????????????????????perror("epoll_ctl:client_sockfd?register?failed");??

????????????????????exit(EXIT_FAILURE);??

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????????????????printf("accept?client?%s/n",inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));??

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????????????//?客戶端有數(shù)據(jù)發(fā)送過來 ??

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????????????????len=recv(client_sockfd,buf,BUFFER_SIZE,0);??

????????????????if(len<0)??

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????????????????????perror("receive?from?client?failed");??

????????????????????exit(EXIT_FAILURE);??

????????????????}??

????????????????printf("receive?from?client:%s",buf);??

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????return?0;?????

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#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/epoll.h>#define BUFFER_SIZE 40 #define MAX_EVENTS 10int main(int argc, char * argv[]) {int server_sockfd;// 服務(wù)器端套接字 int client_sockfd;// 客戶端套接字 int len; struct sockaddr_in my_addr; // 服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)體 struct sockaddr_in remote_addr; // 客戶端網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)體 int sin_size; char buf[BUFFER_SIZE]; // 數(shù)據(jù)傳送的緩沖區(qū) memset(&my_addr,0,sizeof(my_addr)); // 數(shù)據(jù)初始化--清零 my_addr.sin_family=AF_INET; // 設(shè)置為IP通信 my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;// 服務(wù)器IP地址--允許連接到所有本地地址上 my_addr.sin_port=htons(8000); // 服務(wù)器端口號 // 創(chuàng)建服務(wù)器端套接字--IPv4協(xié)議，面向連接通信，TCP協(xié)議if((server_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0) { perror("socket"); return 1; } // 將套接字綁定到服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址上if (bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0) { perror("bind"); return 1; } // 監(jiān)聽連接請求--監(jiān)聽隊列長度為5 listen(server_sockfd,5); sin_size=sizeof(struct sockaddr_in); // 創(chuàng)建一個epoll句柄int epoll_fd;epoll_fd=epoll_create(MAX_EVENTS);if(epoll_fd==-1){perror("epoll_create failed");exit(EXIT_FAILURE);}struct epoll_event ev;// epoll事件結(jié)構(gòu)體struct epoll_event events[MAX_EVENTS];// 事件監(jiān)聽隊列ev.events=EPOLLIN;ev.data.fd=server_sockfd;// 向epoll注冊server_sockfd監(jiān)聽事件if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,server_sockfd,&ev)==-1){perror("epll_ctl:server_sockfd register failed");exit(EXIT_FAILURE);}int nfds;// epoll監(jiān)聽事件發(fā)生的個數(shù)// 循環(huán)接受客戶端請求 while(1){// 等待事件發(fā)生nfds=epoll_wait(epoll_fd,events,MAX_EVENTS,-1);if(nfds==-1){perror("start epoll_wait failed");exit(EXIT_FAILURE);}int i;for(i=0;i<nfds;i++){// 客戶端有新的連接請求if(events[i].data.fd==server_sockfd){// 等待客戶端連接請求到達if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&remote_addr,&sin_size))<0){ perror("accept client_sockfd failed"); exit(EXIT_FAILURE);}// 向epoll注冊client_sockfd監(jiān)聽事件ev.events=EPOLLIN;ev.data.fd=client_sockfd;if(epoll_ctl(epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,client_sockfd,&ev)==-1){perror("epoll_ctl:client_sockfd register failed");exit(EXIT_FAILURE);}printf("accept client %s/n",inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));}// 客戶端有數(shù)據(jù)發(fā)送過來else{len=recv(client_sockfd,buf,BUFFER_SIZE,0);if(len<0){perror("receive from client failed");exit(EXIT_FAILURE);}printf("receive from client:%s",buf);send(client_sockfd,"I have received your message.",30,0);}}}return 0; }

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client.c

[c-sharp] view plaincopyprint?

#include?<stdio.h>?? ?

#include?<sys/types.h>?? ?

#include?<sys/socket.h>?? ?

#include?<netinet/in.h>?? ?

#include?<arpa/inet.h>?? ?

#include?<string.h> ?

#include?<stdlib.h> ?

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#define?BUFFER_SIZE?40 ??

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int?main(int?argc,?char?*argv[])?????

{?????

????int?client_sockfd;?????

????int?len;?????

????struct?sockaddr_in?remote_addr;?//?服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)體??? ??

????char?buf[BUFFER_SIZE];??//?數(shù)據(jù)傳送的緩沖區(qū)??? ??

????memset(&remote_addr,0,sizeof(remote_addr));?//?數(shù)據(jù)初始化--清零??? ??

????remote_addr.sin_family=AF_INET;?//?設(shè)置為IP通信??? ??

????remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//?服務(wù)器IP地址??? ??

????remote_addr.sin_port=htons(8000);?//?服務(wù)器端口號??? ??

????//?創(chuàng)建客戶端套接字--IPv4協(xié)議，面向連接通信，TCP協(xié)議? ??

????if((client_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)?????

????{?????

????????perror("client?socket?creation?failed");?????

????????exit(EXIT_FAILURE);??

????}?????

????//?將套接字綁定到服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址上? ??

????if(connect(client_sockfd,(struct?sockaddr?*)&remote_addr,sizeof(struct?sockaddr))<0)?????

????{?????

????????perror("connect?to?server?failed");?????

????????exit(EXIT_FAILURE);??

????}????

????//?循環(huán)監(jiān)聽服務(wù)器請求???? ??

????while(1)??

????{??

????????printf("Please?input?the?message:");??

????????scanf("%s",buf);??

????????//?exit ??

????????if(strcmp(buf,"exit")==0)??

????????{??

????????????break;??

????????}??

????????send(client_sockfd,buf,BUFFER_SIZE,0);??

????????//?接收服務(wù)器端信息? ??

????????len=recv(client_sockfd,buf,BUFFER_SIZE,0);??

????????printf("receive?from?server:%s/n",buf);??

????????if(len<0)??

????????{??

????????????perror("receive?from?server?failed");??

????????????exit(EXIT_FAILURE);??

????????}??

????}??

????close(client_sockfd);//?關(guān)閉套接字??? ??

????return?0;??

}??

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <string.h> #include <stdlib.h>#define BUFFER_SIZE 40int main(int argc, char *argv[]) { int client_sockfd; int len; struct sockaddr_in remote_addr; // 服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)體 char buf[BUFFER_SIZE]; // 數(shù)據(jù)傳送的緩沖區(qū) memset(&remote_addr,0,sizeof(remote_addr)); // 數(shù)據(jù)初始化--清零 remote_addr.sin_family=AF_INET; // 設(shè)置為IP通信 remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");// 服務(wù)器IP地址 remote_addr.sin_port=htons(8000); // 服務(wù)器端口號 // 創(chuàng)建客戶端套接字--IPv4協(xié)議，面向連接通信，TCP協(xié)議 if((client_sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0) { perror("client socket creation failed"); exit(EXIT_FAILURE);} // 將套接字綁定到服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址上 if(connect(client_sockfd,(struct sockaddr *)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr))<0) { perror("connect to server failed"); exit(EXIT_FAILURE);} // 循環(huán)監(jiān)聽服務(wù)器請求 while(1){printf("Please input the message:");scanf("%s",buf);// exitif(strcmp(buf,"exit")==0){break;}send(client_sockfd,buf,BUFFER_SIZE,0);// 接收服務(wù)器端信息 len=recv(client_sockfd,buf,BUFFER_SIZE,0);printf("receive from server:%s/n",buf);if(len<0){perror("receive from server failed");exit(EXIT_FAILURE);}}close(client_sockfd);// 關(guān)閉套接字 return 0; }

?

makefile

[c-sharp] view plaincopyprint?

#This?is?the?makefile?of?EpollTest ??

??

.PHONY:all??

all:server?client??

server:??

????gcc?server.c?-o?server??

client:??

????gcc?client.c?-o?client??

clean:??

????rm?-f?server?client??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux下Epoll实现简单的C/S通信的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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