epoll实现原理

数据结构

  epoll是由所有fd的集合和就绪fd的集合（可读可写fd）组成
  其中，所有fd的集合是key-value的形式，key为fd，value为具体数据，由红黑树实现。
对比hash、btree/b++tree、红黑树实现epoll
hash：
  
缺点：首先需要创建一个hash表，其中每个hash槽后面都跟一个链表。在创建epoll的时候需要考虑到hash表的大小要定义多大。如果定的过小，要使用的fd过多，会导致其中的链表过长，查找耗时；如果定的过大，要使用的fd较少，则会浪费空间。因为不确定初始大小，所以hash槽后面放数组也不现实（因为不能固定长度，如果动态增加减少也很浪费空间和时间）
  优点：若定义的大小与实际的fd大小相同，则查找效率很高

btree/b++tree：
  适用于磁盘索引，插入和删除的效率没有红黑树高
红黑树：
  查找效率高，黑节点平衡

  就绪fd的集合因为不需要查找，所有都需要处理，所以可以选择队列。队列是FIFO的，而栈是FILO的，若一次处理就绪fd集合处理不完，下一次又在就绪fd集合中加入fd，则最早入栈的事件处理就很久。

epoll如何确定就绪fd

在协议栈中实现回调函数，在三次握手，recvbuffer，接收到send后的ack时调用回调函数。
这个回调函数需要做的事情：
1、通过fd（根据五元组确定的）从红黑树中查找对应节点
2、把节点加入到就绪队列

epoll提供的接口做的事情

1、epoll_create：创建一个红黑树节点
2、epoll_ctl：添加删除修改红黑树节点
3、epoll_wait：将就绪队列中的节点拷贝到用户空间，若就绪队列元素大于用户提供的参数，则用户多次调用epoll_wait来获取就绪队列元素

epoll的线程安全

epoll_ctl：对红黑树加锁，插入和删除的时候加互斥锁，插入和删除是用同一把锁的
epoll_wait：对就绪队列加锁，加自旋锁

ET（边沿）与LT（水平）

et：接受数据，调用一次回调
lt：recvbuffer中有数据，就调用回调

技术参考

视频技术参考：https://ke.qq.com/course/417774?flowToken=1041651