epoll编程框架

epoll简介

epoll 是Linux内核中的一种可扩展IO事件处理机制，最早在 Linux 2.5.44内核中引入，可被用于代替POSIX select 和 poll 系统调用，并且在具有大量应用程序请求时能够获得较好的性能（ 此时被监视的文件描述符数目非常大，与旧的 select 和 poll 系统调用完成操作所需 O(n) 不同， epoll能在O(1)时间内完成操作，所以性能相当高），epoll 与 FreeBSD的kqueue类似，都向用户空间提供了自己的文件描述符来进行操作。

int epoll_create(int size);

创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核需要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。

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

epoll的事件注册函数，第一个参数是 epoll_create() 的返回值，第二个参数表示动作，使用如下三个宏来表示：

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。

当对方关闭连接(FIN), EPOLLERR，都可以认为是一种EPOLLIN事件，在read的时候分别有0，-1两个返回值。

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

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。

EPOLL事件有两种模型 Level Triggered (LT) 和 Edge Triggered (ET)：

LT(level triggered，水平触发模式)是缺省的工作方式，并且同时支持 block 和 non-block socket。在这种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的，所以，这种模式编程出错误可能性要小一点。

ET(edge-triggered，边缘触发模式)是高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下，当描述符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，等到下次有新的数据进来的时候才会再次出发就绪事件。

epoll编程例子：

把所有其他相关的代码都略去，只留下epoll编程相关的框架代码。其实这个都差不多

int main(int argc, char* argv[]){    //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);    //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;    //注册epoll事件    epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);    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,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen);                //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;                //注册ev                epoll_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。            {                cout << "EPOLLIN" << endl;                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;                    } else                        std::cout<<"readline error"<<std::endl;                } else if (n == 0) {                    close(sockfd);                    events[i].data.fd = -1;                }                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            }            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EPOLIN                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);            }        }    }    return 0;}