一. epoll
1. epoll 實(shí)現(xiàn)原理
- epoll_create：創(chuàng)建一個(gè)epoll對(duì)象，一般 epollfd = epoll_create()
- epoll_ctl：epoll_add/epoll_del的合體，往epoll對(duì)象中增加/刪除某一個(gè)流的某一個(gè)事件
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, socket, EPOLLIN); // 注冊(cè)緩沖區(qū)非空事件，即有
// 數(shù)據(jù)流入
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, socket, EPOLLOUT); // 注冊(cè)緩沖區(qū)非滿事件，即流
// 可以被寫(xiě)入
- epoll_wait(epollfd,...)：等待直到注冊(cè)的事件發(fā)生
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實(shí)現(xiàn)原理
??首先，需要調(diào)用epoll_create來(lái)創(chuàng)建一個(gè)epoll的文件描述符，內(nèi)核會(huì)同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)eventpoll的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面會(huì)包含兩個(gè)東西，一個(gè)是紅黑樹(shù)，專(zhuān)門(mén)用于存儲(chǔ)epoll_ctl注冊(cè)進(jìn)來(lái)的fd文件描述符；另外一個(gè)是就緒鏈表，用來(lái)存儲(chǔ)epoll_wait調(diào)用相關(guān)的已經(jīng)就緒的fd文件描述符
eventpoll結(jié)構(gòu)體：
struct eventpoll{
struct rb_root rbr; // 紅黑樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)所有添加到epoll中需要監(jiān)控的事件
struct list_head rdlist; // 雙鏈表存放將要通過(guò)epoll_wait返回給用戶(hù)的滿足條件的事件
};
??其次，執(zhí)行epoll_ctl時(shí)，如果增加socket句柄，則檢查在紅黑樹(shù)中是否存在，存在立即返回，不存在則添加到樹(shù)干上，然后向內(nèi)核注冊(cè)回調(diào)函數(shù)，用于當(dāng)中斷事件來(lái)臨時(shí)向準(zhǔn)備就緒鏈表中插入數(shù)據(jù)，因?yàn)閑poll中的所有事件，都與網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序建立回調(diào)關(guān)系，當(dāng)相應(yīng)的事件發(fā)生的時(shí)候，會(huì)通過(guò)這個(gè)事件的回調(diào)函數(shù)，將發(fā)生的事件添加到就緒鏈表當(dāng)中，在epoll中，對(duì)于每一個(gè)事件，都會(huì)建立一個(gè)epitem結(jié)構(gòu)體，如下所示：
struct epitem{
struct rb_node rbn; //紅黑樹(shù)節(jié)點(diǎn)
struct list_head rdllink; //雙向鏈表節(jié)點(diǎn)
struct epoll_filefd ffd; //事件句柄信息
struct eventpoll* ep; //指向其所屬的eventpoll對(duì)象
struct epoll_event event; //期待發(fā)生的事件類(lèi)型
}
??最后，當(dāng)調(diào)用epoll_wait檢查是否有事件發(fā)生時(shí)，只需要檢查eventpoll對(duì)象中的rdlist雙鏈表中是否有需要處理的事件。如果rdlist不為空，則把發(fā)生的事件復(fù)制到用戶(hù)態(tài)，同時(shí)將事件數(shù)量返回給用戶(hù)
2. epoll 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
- 支持一個(gè)進(jìn)程打開(kāi)大數(shù)目的socket描述符(FD)
- IO效率不隨FD數(shù)目增加而線性下降
- 使用mmap加速內(nèi)核與用戶(hù)空間的消息傳遞，通過(guò)內(nèi)核與用戶(hù)空間mmap同一塊內(nèi)存
3. epoll 的 select 與 poll 的區(qū)別
- select 與 poll 使用輪詢(xún)方式掃描文件描述符，單個(gè)進(jìn)程監(jiān)控的數(shù)量有限；epoll 通過(guò)調(diào)用文件描述符的回調(diào)函數(shù)，使得單個(gè)進(jìn)程能夠監(jiān)控大量的事件
- select 與 poll 返回的是整個(gè)數(shù)組的文件描述符，應(yīng)用程序需要遍歷整個(gè)數(shù)組才知道誰(shuí)觸發(fā)了事件；epoll 只返回觸發(fā)了事件的文件描述符
4. Epoll 的 LT 模式與 ET 模式的區(qū)別
- LT 模式：高速工作模式，只支持no_block(非阻塞模式)。在此模式下，當(dāng)描述符從未就緒變?yōu)榫途w時(shí)，內(nèi)核通過(guò)epoll告知。然后它會(huì)假設(shè)用戶(hù)知道文件描述符已經(jīng)就緒，并且不會(huì)再為那個(gè)文件描述符發(fā)送更多的就緒通知，直到某些操作導(dǎo)致那個(gè)文件描述符不再為就緒狀態(tài)了。(觸發(fā)模式只在數(shù)據(jù)就緒時(shí)通知一次，若數(shù)據(jù)沒(méi)有讀完，下一次不會(huì)通知，直到有新的就緒數(shù)據(jù))
- ET 模式：缺省工作方式，支持blocksocket和no_blocksocket。在LT模式下內(nèi)核會(huì)告知一個(gè)文件描述符是否就緒了，然后可以對(duì)這個(gè)就緒的fd進(jìn)行IO操作。如果不作任何操作，內(nèi)核還是會(huì)繼續(xù)通知！若數(shù)據(jù)沒(méi)有讀完，內(nèi)核也會(huì)繼續(xù)通知，直至設(shè)備數(shù)據(jù)為空為止
