epoll用法詳解

epoll - i/o event notification facility

在linux的網路程式設計中，很長的時間都在使用select來做事件觸發。在linux新的核心中，有了一種替換它的機制，就是epoll。

相比於select，epoll最大的好處在於它不會隨著監聽fd數目的增長而降低效率。因為在核心中的select實現中，它是採用輪詢來處理的，輪詢的fd數目越多，自然耗時越多。並且，在linux/posix_types.h標頭檔案有這樣的宣告：

#define __fd_setsize 1024

表示select最多同時監聽1024個fd，當然，可以通過修改標頭檔案再重編譯核心來擴大這個數目，但這似乎並不治本。

epoll的介面非常簡單，一共就三個函式：

1. int epoll_create(int size);

建立乙個epoll的控制代碼，size用來告訴核心這個監聽的數目一共有多大。這個引數不同於select()中的第乙個引數，給出最大監聽的fd+1的值。需要注意的是，當建立好epoll控制代碼後，它就是會占用乙個fd值，在linux下如果檢視/proc/程序id/fd/，是能夠看到這個fd的，所以在使用完epoll後，必須呼叫close()關閉，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的事件註冊函式，它不同與select()是在監聽事件時告訴核心要監聽什麼型別的事件，而是在這裡先註冊要監聽的事件型別。第乙個引數是epoll_create()的返回值，第二個引數表示動作，用三個巨集來表示：

epoll_ctl_add：註冊新的fd到epfd中；

epoll_ctl_mod：修改已經註冊的fd的監聽事件；

epoll_ctl_del：從epfd中刪除乙個fd；

第三個引數是需要監聽的fd，第四個引數是告訴核心需要監聽什麼事，struct epoll_event結構如下：

typedef union epoll_data epoll_data_t;

struct epoll_event ;

events可以是以下幾個巨集的集合：

epollin ：表示對應的檔案描述符可以讀（包括對端socket正常關閉）；

epollout：表示對應的檔案描述符可以寫；

epollpri：表示對應的檔案描述符有緊急的資料可讀（這裡應該表示有帶外資料到來）；

epollerr：表示對應的檔案描述符發生錯誤；

epollhup：表示對應的檔案描述符被結束通話；

epollet：將epoll設為邊緣觸發(edge triggered)模式，這是相對於水平觸發(level triggered)來說的。

epolloneshot：只監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到epoll佇列裡

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

等待事件的產生，類似於select()呼叫。引數events用來從核心得到事件的集合，maxevents告之核心這個events有多大，這個 maxevents的值不能大於建立epoll_create()時的size，引數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）。該函式返回需要處理的事件數目，如返回0表示已超時。

4、關於et、lt兩種工作模式：

可以得出這樣的結論:

et模式僅當狀態發生變化的時候才獲得通知,這裡所謂的狀態的變化並不包括緩衝區中還有未處理的資料,也就是說,如果要採用et模式,需要一直read/write直到出錯為止,很多人反映為什麼採用et模式只接收了一部分資料就再也得不到通知了,大多因為這樣;而lt模式是只要有資料沒有處理就會一直通知下去的.

那麼究竟如何來使用epoll呢？其實非常簡單。

通過在包含乙個標頭檔案#include 以及幾個簡單的api將可以大大的提高你的網路伺服器的支援人數。

首先通過create_epoll(int maxfds)來建立乙個epoll的控制代碼，其中maxfds為你epoll所支援的最大控制代碼數。這個函式會返回乙個新的epoll控制代碼，之後的所有操作將通過這個控制代碼來進行操作。在用完之後，記得用close()來關閉這個建立出來的epoll控制代碼。

之後在你的網路主迴圈裡面，每一幀的呼叫epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)來查詢所有的網路介面，看哪乙個可以讀，哪乙個可以寫了。基本的語法為：

nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);

其中kdpfd為用epoll_create建立之後的控制代碼，events是乙個epoll_event*的指標，當epoll_wait這個函式操作成功之後，epoll_events裡面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監聽的所有socket控制代碼數。最後乙個timeout是 epoll_wait的超時，為0的時候表示馬上返回，為-1的時候表示一直等下去，直到有事件範圍，為任意正整數的時候表示等這麼長的時間，如果一直沒有事件，則範圍。一般如果網路主迴圈是單獨的執行緒的話，可以用-1來等，這樣可以保證一些效率，如果是和主邏輯在同乙個執行緒的話，則可以用0來保證主迴圈的效率。

epoll_wait範圍之後應該是乙個迴圈，遍利所有的事件。

幾乎所有的epoll程式都使用下面的框架：

for( ; ; )

else}}

下面給出乙個完整的伺服器端例子：

#include

using namespace std;

#define maxline 5

#define open_max 100

#define listenq 20

#define serv_port 5000

#define inftim 1000

void setnonblocking(int sock)

opts = opts|o_nonblock;

if(fcntl(sock,f_setfl,opts)<0)

}int main(int argc, char* argv)

}else

//宣告epoll_event結構體的變數,ev用於註冊事件,陣列用於回傳要處理的事件

struct epoll_event ev,events[20];

//生成用於處理accept的epoll專用的檔案描述符

epfd=epoll_create(256);

struct sockaddr_in clientaddr;

struct sockaddr_in serveraddr;

listenfd = socket(af_inet, sock_stream, 0);

//把socket設定為非阻塞方式

//setnonblocking(listenfd);

//設定與要處理的事件相關的檔案描述符

ev.data.fd=listenfd;

//設定要處理的事件型別

ev.events=epollin|epollet;

//註冊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,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));

listen(listenfd, listenq);

maxi = 0;

for ( ; ; )

//setnonblocking(connfd);

char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);

cout << "accapt a connection from " << str << endl;

//設定用於讀操作的檔案描述符

ev.data.fd=connfd;

//設定用於注測的讀操作事件

ev.events=epollin|epollet;

//註冊ev

epoll_ctl(epfd,epoll_ctl_add,connfd,&ev);

}else if(events[i].events&epollin)//如果是已經連線的使用者，並且收到資料，那麼進行讀入。

else

std::cout<<"readline error"//設定用於注測的寫操作事件

ev.events=epollout|epollet;

//修改sockfd上要處理的事件為epollout

//epoll_ctl(epfd,epoll_ctl_mod,sockfd,&ev);

}else if(events[i].events&epollout) // 如果有資料傳送}}

return 0;

}

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epoll用法說明

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