优于select的epoll

select与epoll

select的缺点

1、在linux系统下单个进程能打开的文件描述符的最大数量有限制(#define __FD_SETSIZE    1024)

2、事件发生后需要遍历注册的所有对象的集合(必须遍历才能知道是谁发生了事件)

3、在每次调用select函数时都要向内核拷贝(注册)需要监视的对象信息(由于函数调用之后会修改描述符的集合，因此再次调用时某些对象相当于相当于被重复拷贝)

 

相较之下的epoll

1、对能打开的文件描述的最大数量没有__FD_SETSIZE的限制，所支持的描述符上限是进程最大可以打开文件的数目，远远大于2048，具体数量通过cat /proc/sys/fs/file-max查看

2、仅仅需要遍历发生了事件的对象

3、不用每次调用epoll_wait函数时都向内核拷贝(注册)事件描述信息，在调用epoll_ctl函数后，事件信息就会与对应的epoll描述符关联起来(注册)

 

select相对于epoll的优点

select能得到大部分操作系统的支持，而epoll却不是这样，即epoll不具有select的兼容性

 

epoll的使用

使用epoll需要注意4个API的使用

1、epoll_create       创建保存需要监视的对象的描述符的空间(epoll例程)，并得到epoll的描述符

2、epoll_ctl              向空间内注册/销毁/修改监视对象的描述符

3、epoll_wait           等待注册对象发生事件

4、close                     关闭使用完的epoll例程防止fd耗尽

 

epoll_create函数

int epoll_create(int size);         //成功返回epoll文件描述符，失败返回-1

参数为建议系统提供的epoll例程大小，在linux2.6.8之后的内核直接被忽略

注:1、epoll是从linux的2.5.44内核版本引入的，如果自己的linux版本使用命令:

cat /proc/sys/kernel/osrelease

2、epoll例程使用完毕之后必须close释放！

 

epoll_ctl函数

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd,struct epoll_event *event); //成功返回0，失败返回-1

参数一：用于注册对象的epoll例程的文件描述符，由epoll_create函数返回

参数二：指定对监视对象的注册、删除或更改操作，使用三个宏表示：

                   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epoll例程中删除一个fd；

参数三：要注册的监视对象的文件描述符

参数四：监视对象的事件类型，由下面的结构体表示

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 */ 
}; 

struct epoll_event 的成员events可以是以下几个宏的集合：

EPOLLIN ：有普通数据可读的情况

EPOLLOUT：输出缓冲为空，可以立即发送数据的情况

EPOLLPRI：有紧急的数据可读（有带外数据到来）的情况

EPOLLERR：发生错误的情况

EPOLLHUP：断开连接或半关闭的情况，这在边缘触发下非常有用

EPOLLET： 设置为边缘触发(EdgeTriggered)模式

EPOLLONESHOT：事件只在第一次发生时触发，如果需要再次使事件触发，需要向epoll_ctl函数的第二个参数传递EPOLL_CTL_MOD再次设置事件

 

注:

1、此函数是epoll的事件注册函数，它不同于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。

2、在使用EPOLL_CTL_DEL删除监视对象时，如果不关心监视对象的事件类型时，可直接向第四个参数传递NULL(linux2.6.9之前的内核不允许传递NULL)

 

epoll_wait函数

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout);
//成功返回触发事件的文件描述符数，失败返回-1

参数一：用于注册对象的epoll例程的文件描述符，由epoll_create函数返回

参数二：传递保存发生事件的集合的地址

参数三：第二个参数可以保存事件的最大数量

参数四：超时时间(毫秒，0会立即返回，-1一直阻塞直到事件触发)

 

注:第二个参数所指的内存应该是堆空间，即需要动态分配内存

#define EPOLL_SIZE xxx
……
int event_cnt = -1, epfd = -1;
struct epoll_event *ep_events = NULL;
……
epfd = epoll_create(EPOLL_SIZE);
…..
ep_events = malloc(sizeof(struct epoll_event) * EPOLL_SIZE);
if(NULL == ep_events)
{
	.…..
}
……
event_cnt = epoll_wait(epfd, ep_events, EPOLL_SIZE, -1);
……

注：调用epoll_wait后，如果事件被触发，那么epoll_wait将返回事件发生的文件描述符数，同时第二个参数所指向的空间中保存了触发的事件的集合

 

示例代码：

服务器端： 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>

#define BUF_SIZE 100
#define EPOLL_SIZE 50
void error_handling(const char *buf);

int main(int argc, const char * argv[]) 
{
    int serv_sock = -1, clnt_sock = -1;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    socklen_t adr_sz;
    int str_len = -1, i = -1;
    char buf[BUF_SIZE] = { 0 };

    struct epoll_event *ep_events = NULL;
    struct epoll_event event;
    int epfd = -1, event_cnt = -1;

    if( 2 != argc )
    {
        printf("Usage: %s <port> \n", argv[0]);
        exit(-1);
    }

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if( -1 == serv_sock )
        error_handling("socket() error");

    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if( -1 == bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) )
        error_handling("bind() error");

    if( -1 == listen(serv_sock, 5) )
        error_handling("listen() error");

    epfd = epoll_create(EPOLL_SIZE);	//创建保存文件描述符的空间
	if( -1 == epfd );
		error_handling("epoll_create() error");
    ep_events = malloc(sizeof(struct epoll_event) * EPOLL_SIZE);//传递给epoll_wait的第二个参数的地址必须动态创建，不能传递NULL!
	if(NULL == ep_events)
		error_handling("malloc() error");
	
    event.events = EPOLLIN;  //有数据可读(读事件)
    event.data.fd = serv_sock;	//监视对象为serv_sock
    epoll_ctl(epdf, EPOLL_CTL_ADD, serv_sock, &event);//注册serv_sock的读事件

    while (1)		//服务器端必要的循环
    {
        event_cnt = epoll_wait(epfd, ep_events, EPOLL_SIZE, -1);  //一直阻塞直到事件发生
        if( -1 == event_cnt )	//调用失败
        {
            puts("epoll_wait() error");
            break;
        }

        for (i = 0; i < event_cnt; i++) 	//遍历事件集合
		{
            if(ep_events[i].data.fd == serv_sock)//serv_sock有数据可读
            {
                adr_sz = sizeof(clnt_adr);
                clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &adr_sz);
                event.events = EPOLLIN;
                event.data.fd = clnt_sock;
                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clnt_sock, &event);	//注册clnt_sock的读事件
                printf("connected client: %d \n", clnt_sock);
            }
            else  //某个客户端套接字发生读事件
            {
                str_len = read(ep_events[i].data.fd, buf, BUF_SIZE);
                if( 0 == str_len )	//某个客服端发送EOF close或shutdown
                {
                    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, ep_events[i].data.fd, NULL);	//删除这个客户端套接字在epoll例程内注册的事件
                    close(ep_events[i].data.fd);	//关闭这个客户端套接字的文件描述符
                    printf("closed client: %d \n", ep_events[i].data.fd);
                }
                else
                {
                    write(ep_events[i].data.fd, buf, str_len);	//回传
                }
            }
        }
    }

    close(serv_sock);	//关闭服务器端套接字
    close(epfd);		//必须关闭epoll例程
	free(ep_events);	//释放申请的堆空间
    return 0;
}

void error_handling(const char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(-1);
} 

 

 

 

 

select、poll、epoll之间的区别总结：http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html

select poll epoll三者之间的比较：http://www.cnblogs.com/wiessharling/p/4106295.html

【Linux学习】epoll详解：http://blog.youkuaiyun.com/xiajun07061225/article/details/9250579

 

epoll的LT和ET使用EPOLLONESHOT：http://blog.youkuaiyun.com/liuhengxiao/article/details/46911129