Linux epoll

Linux网络服务器种类
- web服务器
- 邮件服务器
- 数据库服务器
- FTP服务器
- 游戏服务器
- etc ...
多路复用
- 所谓多路复用：一个进程，监听多个文件描述符（linux中，一切皆文件）
select POSIX系统标准支持
- select的实现原理：有一个关注事件列表，selector扫描关注事件列表，生成一个新的数据，将其中就绪的事件置为1，未就绪的事件置为0，事件处理进程只处理数组中置为1的事件
- 缺陷：
  - 1、select最多只能处理1024个文件描述符（由FD_SETSIZE设置，包括linux进程自带的四个标准输入、标准输出、标注错误、except描述符）
  - 2、select采用轮询机制（线性扫描），select需要时刻轮询关注列表
  - 3、存在一个应用层数据拷贝到内核空间的过程
poll
- 取消了select文件描述符1024个的限制，保留了select的轮询机制、内存拷贝机制
select poll 都是同步IO
epoll
- 它所支持的文件描述符上限是整个系统最大可以打开的文件数目
  - EX：在1GB内存的机器上，这个限制的数量级为10万左右
- 特点：
  - 1、每个fd上有callback函数，只有活跃的socket才会主动去调用callback函数，其他idle（闲置）状态的socket则不会。故epoll其实是一种异步通知机制
  - 2、内核空间与用户空间共享mmap内存，省去了select poll 拷贝内存的资源消耗
  - 3、epoll关注的文件描述符和回调函数挂载在红黑树上
  - 4、epoll中有一个就绪的事件链表，红黑树中就绪的事件挂载在这个就绪事件链表上
epoll 的API
- int epoll_create(int size)
  - 1、创建一个epoll句柄
  - 2、当创建好epoll句柄后，它会占用一个fd值
  - 3、使用完一个epoll后，必须调用close函数关闭fd，否则会导致fd耗尽
- int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)
  - epoll control
  - epfd: epoll_create函数的返回句柄
  - op: 表示动作类型，有三个宏来表示：
    - 1. EPOLL_CTL_ADD 注册新的fd到epfd中
      2. EPOLL_CTL_MOD修改已经注册到fd的监听事件
      3. EPOLL_CTL_DEL 从epfd中删除一个fd
  - fd: 需要监听的文件描述符
  - event: 告诉内核需要监听什么事件
    - EPOLLIN: 表示对应的文件描述符可读
    - EPOLLOUT: 表示对应的文件描述符可写
    - EPOLLPRI: 表示对应的文件描述符有紧急数据可读（带外数据）
    - EPOLLERR: 表示对应的文件描述符有错误
    - EPOLLHUP: 表示对应的文件描述符被挂断
    - EPOLLET: 将epoll设置为边缘触发（EDGE Trigger）
    - EPOLLLT: 将epoll设置为水平触发（LEVEL Trigger）
- int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int masevents, int timeout)
  - 等待事件的产生，类似于select调用
  - epfd: 创建的epoll文件描述符
  - events: 用来从内核得到的事件集合，等待的事件集合
  - maxevents: 表示每次能处理的最大事件数，告诉内核这个events有多大，maxevents的值不能大于创建 epoll_create()时的size
  - timeout: 超时时间（毫秒）（-1，阻塞的；0，立即返回，非等待的）
epoll工作模式
- ET模式（Edge Triggered，边缘触发）
  - 高速模式，仅状态发生变化时才会获得通知。该模式假定开发者在收到一次通知后，会完整的处理该事件，因此内核将不再通知这一事件
  - 注意：缓冲区中还有未处理的数据不能说是状态变化，故在ET模式下，开发者如果只读取了一部分数据，也不会再次得到通知
- LT模式（Level Triggered，水平触发）
  - 如果缓冲区存在数据，wait函数就会不停的发送通知