epoll使用详解

epoll - I/O event notification facility

在linux的网络编程中，很长的时间都在使用 select来做事件触发。在linux新的内核中，有了一种替换它的机制，就是epoll。
相比于select，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。因为在内核中的select实现中，它是采用轮询来处理的，轮询的fd数目越多，自然耗时越多。并且，在 linux/posix_types.h头文件有这样的声明：
#define __FD_SETSIZE    1024
表示 select最多同时监听1024个fd，当然，可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目，但这似乎并不治本。

epoll的接口非 常简单，一共就三个函数：
1. int epoll_create(int size);
创建一个epoll的句柄，size用来告诉内 核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，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。


2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么 类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create()的返回值，第二个参数表示动作，用三个宏来表示：
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；
第三个参数是需要监听的fd，第四个参数是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构如下：

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

struct epoll_event {
__uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */
};

events可以是以下几个宏的集合：
EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；
EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；
EPOLLPRI： 表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（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


3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
等待事件的产生，类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合，maxevents告之内核这个 events有多大，这个 maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1将不确定，也有 说法说是永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。


4、关于ET、LT两种工作模式：
可以得出这 样的结论:
ET模式仅当状态发生变化的时候才获得通知,这里所谓的状态的变化并不包括缓冲区中还有未处理的数据,也就是说,如果要采用ET模式, 需要一直read/write直到出错为止,很多人反映为什么采用ET模式只接收了一部分数据就再也得不到通知了,大多因为这样;而LT模式是只要有数据 没有处理就会一直通知下去的.


那么究竟如何来使用epoll呢？其实非常简单。
通过在包含一个头文件#include <sys/epoll.h> 以及几个简单的API将可以大大的提高你的网络服务器的支持人数。

首先通过 create_epoll(int maxfds)来创建一个epoll的句柄，其中maxfds为你epoll所支持的最大句柄数。这个函数会返回一个新的epoll句柄，之后的所有操作 将通过这个句柄来进行操作。在用完之后，记得用close()来关闭这个创建出来的epoll句柄。

之后在你的网络主循环里面，每一帧的 调用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)来查询所有的网络接口，看哪一个可以读，哪一个可以写了。基本的语法为：
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd为用epoll_create创建之后的句柄，events是一个 epoll_event*的指针，当epoll_wait这个函数操作成功之后，epoll_events里面将储存所有的读写事件。 max_events是当前需要监听的所有socket句柄数。最后一个timeout是 epoll_wait的超时，为0的时候表示马上返回，为-1的时候表示一直等下去，直到有事件范围，为任意正整数的时候表示等这么长的时间，如果一直没 有事件，则范围。一般如果网络主循环是单独的线程的话，可以用-1来等，这样可以保证一些效率，如果是和主逻辑在同一个线程的话，则可以用0来保证主循环 的效率。

epoll_wait范围之后应该是一个循环，遍利所有的事件。

几乎所有的epoll程序都使用下面的框架：

for (;;){        nfds = epoll_wait(epfd, events, 20, 500);        for (i = 0; i < nfds; ++i)        {            if (events[i].data.fd == listenfd) //有新的连接            {                connfd = accept(listenfd, (sockaddr *) &clientaddr,                                &clilen); //accept这个连接                ev.data.fd = connfd;                ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev); //将新的fd添加到epoll的监听队列中            }            else if (events[i].events & EPOLLIN) //接收到数据，读socket            {                n = read(sockfd, line, MAXLINE)                    ) < 0 //读                ev.data.ptr = md;//md为自定义类型，添加数据                ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET;                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev); //修改标识符，等待下一个循环时发送数据，异步处理的 精髓            }            else if (events[i].events & EPOLLOUT) //有数据待发送，写socket            {                struct myepoll_data* md =                    (myepoll_data*) events[i].data.ptr; //取数据                sockfd = md->fd;                send(sockfd, md->ptr, strlen((char*) md->ptr), 0); //发送数据                ev.data.fd = sockfd;                ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev); //修改标识符，等待下一个循环时接收数据            }            else            {                //其他的处理            }        }}

下 面给出一个完整的服务器端例子：

#include <sys/socket.h>#include <sys/epoll.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <errno.h>#define MAXLINE 5#define OPEN_MAX 100#define LISTENQ 20#define SERV_PORT 5000#define INFTIM 1000void setnonblocking(int sock) {int opts;opts = fcntl(sock, F_GETFL);if (opts < 0) {perror("fcntl(sock,GETFL)");exit(1);}opts = opts | O_NONBLOCK;if (fcntl(sock, F_SETFL, opts) < 0) {perror("fcntl(sock,SETFL,opts)");exit(1);}}int main(int argc, char* argv[]) {int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd, epfd, nfds, portnumber;ssize_t n;char line[MAXLINE];socklen_t clilen;if (2 == argc) {if ((portnumber = atoi(argv[1])) < 0) {fprintf(stderr, "Usage:%s portnumber\n", argv[0]);return 1;}} else {portnumber=SERV_PORT;}//声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要 处理的事件struct epoll_event ev, events[20];//生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符epfd = epoll_create(256);struct sockaddr_in clientaddr;struct sockaddr_in serveraddr;listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//把socket设 置为非阻塞方式//setnonblocking(listenfd);//设置与要处理的事件相关的文件描述符ev.data.fd = listenfd;//设置要处理的事件类型ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//ev.events=EPOLLIN;//注册epoll事件epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &ev);bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));serveraddr.sin_family = AF_INET;char *local_addr = "127.0.0.1";inet_aton(local_addr, &(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber);serveraddr.sin_port = htons(portnumber);bind(listenfd, (struct sockaddr *) &serveraddr, sizeof(serveraddr));listen(listenfd, LISTENQ);maxi = 0;for (;;) {//等待epoll事件的发生nfds = epoll_wait(epfd, events, 20, 500);//处理所发生的所有事件for (i = 0; i < nfds; ++i) {if (events[i].data.fd == listenfd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口，建立新的 连接。{connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &clientaddr,&clilen);if (connfd < 0) {perror("connfd<0");exit(1);}//setnonblocking(connfd);char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);printf("accapt a connection from %s\n", str);//设置用于读操作的文件描述符ev.data.fd = connfd;//设置用于注测的读操作事件ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//ev.events=EPOLLIN;//注册evepoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev);} else if (events[i].events & EPOLLIN)//如果是已经连 接的用户，并且收到数据，那么进行读入。{printf("EPOLLIN\n");if ((sockfd = events[i].data.fd) < 0)continue;if ((n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) {if (errno == ECONNRESET) {close(sockfd);events[i].data.fd = -1;} elseprintf("readline error\n");} else if (n == 0) {close(sockfd);events[i].data.fd = -1;}line[n] = '\0';printf("read \n");//设置用于写操作的文件描述符ev.data.fd = sockfd;//设置用于注测的写操作事件ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET;//修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT//epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);}else if (events[i].events & EPOLLOUT) // 如果有数据发送{sockfd = events[i].data.fd;write(sockfd, line, n);//设置用于读操作的文件描述符ev.data.fd = sockfd;//设置用于注测的读操作事件ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;//修改sockfd上要处理的事件为EPOLINepoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev);}}}return 0;}

客户端直接连接到这个服务器就好了。。

 转自：http://blog.csdn.net/zhaoneiep/article/details/5867368