EPOLL原理详解

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Epoll 详解
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jianghao1996
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Linux网络编程——epoll原理详解及epoll反应堆模型
qq_74811378的博客
11-25 2616
设想一个场景：有100万用户同时与一个进程保持着TCP连接，而每一时刻只有几十个或几百个TCP连接是活跃的(接收TCP包)，也就是说在每一时刻进程只需要处理这100万连接中的一小部分连接。那么，如何才能高效的处理这种场景呢？进程是否在每次询问操作系统收集有事件发生的TCP连接时，把这100万个连接告诉操作系统，然后由操作系统找出其中有事件发生的几百个连接呢？实际上，在Linux2.4版本以前，那时的select或者poll事件驱动方式是这样做的。
【Linux | IO多路复用】epoll的底层原理详解
qq_42037383的博客
10-26 1678
epoll是一种高效的 I/O 多路复用机制，广泛用于 Linux 系统中，用于处理大量并发的文件描述符。它比传统的select和poll方法具有更好的性能，特别是在处理大量并发连接时。
epoll 的本质是什么？
weixin_34194702的博客
05-21 451
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epoll原理详解及epoll反应堆模型
2401_87300277的博客
09-21 998
设想一个场景：有100万用户同时与一个进程保持着TCP连接，而每一时刻只有几十个或几百个TCP连接是活跃的(接收TCP包)，也就是说在每一时刻进程只需要处理这100万连接中的一小部分连接。那么，如何才能高效的处理这种场景呢？进程是否在每次询问操作系统收集有事件发生的TCP连接时，把这100万个连接告诉操作系统，然后由操作系统找出其中有事件发生的几百个连接呢？实际上，在Linux2.4版本以前，那时的select或者poll事件驱动方式是这样做的。这里有个非常明显的问题，即在某一时刻，进程收集有事件的连接时，
Epoll原理详解
qq_43804905的博客
06-06 1021
实际上，epoll_wait 的效率是 O(ready fd num) 级别的，因此 edge-trigger 模式的真正优势在于减少了每次 epoll_wait 可能需要返回的 fd 数量，在并发 event 数量极多的情况下能加快 epoll_wait 的处理速度，但别忘了这只是针对 epoll 体系自己而言的提升，与此同时 user app 需要增加复杂的逻辑、花费更多的 cpu/mem 与其配合工作，总体性能收益究竟如何？eventpoll 对象也是文件系统中的一员，和socket一样，它也会有。
【epoll原理详解】
Sugar_wolf的博客
06-21 371
【epoll原理详解】
epoll 原理详解
C/C++Linux、音视频、DPDK
09-02 1575
Linux epoll 网络编程
epoll原理详解
一缕阳光的博客
06-07 609
原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/daaikuaichuan/article/details/83862311 设想一个场景：有100万用户同时与一个进程保持着TCP连接，而每一时刻只有几十个或几百个TCP连接是活跃的(接收TCP包)，也就是说在每一时刻进程只需要处理这100万连接中的一小部分连接。那么，如何才能高效的处理这种场景呢？进程是否在每次询问操作系统收集有事件发生的TCP连接时，把这100万个连接告诉操作系统，然后由操作系统找出其中有事件发生的几百个连接呢？实际上，在Linu
一、epoll原理详解
C/C++Linux、音视频、DPDK
07-13 1412
Linux服务器开发/后台架构师知识体系整理 一、epoll原理详解 当某一进程调用epoll_create方法时，Linux内核会创建一个eventpoll结构体，这个结构体中有两个成员与epoll的使用密切相关： struct eventpoll { 　　... 　　/*红黑树的根节点，这棵树中存储着所有添加到epoll中的事件， 　　也就是这个epoll监控的事件*/ 　　struct rb_root rbr; 　　/*双向链表rdllist保存着将要通过epoll_wait返回给用户的、满足条件的事
linux epoll原理详解,Linux下select&poll&epoll的实现原理（一）【转】
weixin_39753213的博客
05-13 114
最近简单看了一把 linux-3.10.25 kernel中select/poll/epoll这个几个IO事件检测API的实现。此处做一些记录。其基本的原理是相同的，流程如下先依次调用fd对应的struct file.f_op->poll()方法(如果有提供实现的话)，尝试检查每个提供待检测IO的fd是否已经有IO事件就绪如果已经有IO事件就绪，则直接所收集到的IO事件返回，本次调用结束如果...
epoll详细工作原理
ylx1066863710的博客
12-21 2549
开发高性能网络程序时，windows开发者们言必称iocp，linux开发者们则言必称epoll。大家都明白epoll是一种IO多路复用技术，可以非常高效的处理数以百万计的socket句柄，比起以前的select和poll效率高大发了。我们用起epoll来都感觉挺爽，确实快，那么，它到底为什么可以高速处理这么多并发连接呢？ 先简单回顾下如何使用C库封装的3个epoll系统调用吧。 [cpp] view plaincopy int epoll_create(int size); int epoll_ctl
epoll详解
2301_80105928的博客
08-12 3354
epoll的起源：epoll 是Linux内核中的一种I/O事件通知机制。它是 select 和 poll 这两个系统调用的增强版本，专为处理大量文件描述符而设计，特别是在需要高并发处理的应用程序中，如网络服务器和分布式系统。他的起源可以追溯到21世纪初，当时Linux系统在处理大量并发连接时遇到了性能瓶颈。select 和 poll 方法的性能随着文件描述符数量的增加而线性下降，因为它们需要检查每个文件描述符的状态。为了解决这个问题，Linux内核引入了 epoll。
Epoll 反应堆模型核心原理及代码讲解
weixin_47826078的博客
06-08 942
epoll反应堆模型的三个要素：epoll ET模式非阻塞轮询处理结构体中联合体中的指针 – 实现回调机制socket、bind、listen – epoll_create 创建监听 红黑树 – 返回 epfdepoll_ctl() 向红黑树上添加一个listenfd（监听socket）while(1) {【可选】每轮迭代监测100个连接，若存在超时连接（沉积用户）则主动关闭； 监听 --> 对应监听fd有事件产生 --> 返回监听满足结构集 （即结构体数组）；判断返回数组元素 :}
（58页PPT）智慧产业园区解决方案.pptx
12-01
（58页PPT）智慧产业园区解决方案.pptx
Abaqus显式分析中Voigt粘弹性模型的VUMAT子程序实现与损伤准则扩展
12-01
针对Abaqus显式动力学分析框架，本文介绍一种基于Voigt构型的粘弹性各向同性材料模型在VUMAT用户子程序中的实现方案。该子程序完整构建了Voigt粘弹性本构关系，适用于显式求解环境下的材料响应模拟。用户可根据具体分析需求，对子程序进行扩展修改，以引入基于应力状态或应变状态的损伤判据，从而模拟材料在复杂载荷下的渐进失效行为。 资源来源于网络分享，仅用于学习交流使用，请勿用于商业，如有侵权请联系我删除！
基于双模型架构的智能皮肤癌诊断系统项目极简说明_融合互联网加医疗与AI医学影像分析技术解决皮肤癌诊断中专业门槛高资源不均误诊率高等痛点核心采用ViTSCD模型基于VisionTra.zip
12-01
基于双模型架构的智能皮肤癌诊断系统项目极简说明_融合互联网加医疗与AI医学影像分析技术解决皮肤癌诊断中专业门槛高资源不均误诊率高等痛点核心采用ViTSCD模型基于VisionTra
共址网络中截止时间约束加权流量的调度算法.zip
最新发布
12-01
1.版本：matlab2014a/2019b/2024b 2.附赠案例数据可直接运行。 3.代码特点：参数化编程、参数可方便更改、代码编程思路清晰、注释明细。 4.适用对象：计算机，电子信息工程、数学等专业的大学生课程设计、期末大作业和毕业设计。
基于YOLOv5的特定目标识别系统源码.zip
12-01
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基于SpringBoot和Vue框架构建的现代化图书管理系统_采用前后端分离架构和BS模式实现用户权限控制图书资料管理借阅归还流程在线查阅功能数据导入导出附件资源上传.zip
12-01
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epoll用法详解
03-23
<think>好的，用户之前询问了select的用法，现在又想知道epoll的详解。首先，我需要确认用户对I/O多路复用已经有一定了解，可能是在学习网络编程或者高并发服务器开发。用户可能在使用select时遇到了性能瓶颈，或者听说epoll更高效，所以想深入了解。 接下来，我需要比较select和epoll的不同，突出epoll的优势。用户可能关心epoll如何解决select的问题，比如文件描述符数量限制和效率问题。要详细解释epoll的三个主要函数：epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait，以及它们的参数和使用方法。 用户可能对边缘触发（ET）和水平触发（LT）的区别不太清楚，这部分需要重点说明，并举例说明如何正确处理这两种模式。特别是ET模式下的注意事项，比如必须循环读取数据直到EAGAIN错误，避免数据未处理完的情况。 还要考虑用户的实际应用场景，比如如何在一个简单的TCP服务器中使用epoll。需要给出代码示例，但要注意不要过于复杂，保持伪代码的简洁性，同时覆盖关键步骤，如创建epoll实例、注册事件、处理就绪事件等。 另外，用户可能对epoll的性能优势感兴趣，需要解释其背后的原理，比如使用红黑树管理描述符和就绪列表，减少内核和用户空间的拷贝开销。同时，对比epoll与select、poll的差异，帮助用户全面理解。 最后，提醒用户epoll的适用场景和注意事项，比如在Linux下的专有性，以及在高并发环境下的优势。可能用户需要根据项目需求选择合适的多路复用机制，因此提供对比表格会有帮助，但之前的回复中已经有一个对比表格，这里可以适当调整或补充。 需要确保语言清晰，结构合理，步骤详细，避免技术术语过多，但又要准确。检查是否有遗漏的重要点，比如epoll的事件类型（EPOLLIN、EPOLLOUT等），错误处理，以及非阻塞IO的必要性，特别是在ET模式下的应用。确保回答覆盖了用户可能需要的所有关键信息，同时引导用户根据实际情况选择合适的技术。</think>### I/O多路复用中 `epoll` 用法详解 #### 一、核心概念 `epoll` 是Linux特有的**高效I/O多路复用**机制，针对 `select`/`poll` 的缺陷设计，可处理百万级并发连接。核心特性： - **事件驱动**：仅关注活跃的文件描述符（fd），避免无效遍历。 - **红黑树管理fd**：增删改查时间复杂度$O(\log n)$。 - **就绪列表**：内核通过回调机制维护就绪事件列表，无需全量扫描。 --- #### 二、核心函数 1. **`epoll_create`** 创建epoll实例，返回一个文件描述符（epfd）： ```c #include <sys/epoll.h> int epoll_create(int size); // size已废弃（>0即可），返回epfd ``` 2. **`epoll_ctl`** 管理监控的fd（增、删、改）： ```c int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); ``` - **`op` 操作类型**： - `EPOLL_CTL_ADD`：注册新fd - `EPOLL_CTL_MOD`：修改已有fd的监听事件 - `EPOLL_CTL_DEL`：删除fd - **`event` 结构体**： ```c struct epoll_event { uint32_t events; // 监听的事件类型（EPOLLIN/EPOLLOUT等） epoll_data_t data; // 用户数据（常存储fd或指针） }; ``` 3. **`epoll_wait`** 等待事件就绪，返回就绪事件数量： ```c int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout); ``` - `events`：输出参数，存储就绪事件数组。 - `maxevents`：数组长度（需预分配）。 --- #### 三、事件类型详解 | 事件类型 | 说明 | |------------------|----------------------------------------------------------------------| | `EPOLLIN` | 数据可读（包括新连接、客户端数据到达） | | `EPOLLOUT` | 数据可写（通常用于非阻塞写操作） | | `EPOLLERR` | 发生错误（自动监听，无需显式设置） | | `EPOLLHUP` | 对端关闭连接（如TCP FIN） | | `EPOLLET` | **边缘触发（Edge-Triggered）模式**（默认水平触发：Level-Triggered） | --- #### 四、使用步骤（以TCP服务器为例） 1. **创建epoll实例** ```c int epfd = epoll_create(1); // size=1足够 ``` 2. **注册监听套接字** ```c struct epoll_event ev; ev.events = EPOLLIN; // 监听可读事件（新连接） ev.data.fd = listen_fd; // 存储监听套接字 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &ev); ``` 3. **事件循环** ```c #define MAX_EVENTS 64 struct epoll_event events[MAX_EVENTS]; while(1) { int nready = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1); // 阻塞等待 for (int i = 0; i < nready; i++) { if (events[i].data.fd == listen_fd) { // 处理新连接 int client_fd = accept(listen_fd, ...); ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; // 边缘触发模式 ev.data.fd = client_fd; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, client_fd, &ev); } else { // 处理客户端数据 if (events[i].events & EPOLLIN) { char buf[1024]; int n = read(events[i].data.fd, buf, sizeof(buf)); // 处理读到的数据... } } } } ``` --- #### 五、触发模式对比 | 特性 | 水平触发（LT） | 边缘触发（ET） | |---------------------|------------------------------------------------|------------------------------------------------| | **数据未读完时的行为** | 下次调用`epoll_wait`仍会通知 | 仅通知一次，需一次性处理完数据 | | **非阻塞IO必要性** | 可配合阻塞IO使用 | **必须使用非阻塞IO**，循环读取直到`EAGAIN`错误 | | **适用场景** | 简单场景，容错性高 | 高性能场景，需减少事件触发次数 | **ET模式注意事项**： 必须循环读取数据直到返回`EAGAIN`错误，否则可能丢失数据： ```c // ET模式下读取数据的典型写法 while (1) { int n = read(fd, buf, size); if (n > 0) { // 处理数据... } else if (n == 0) { // 连接关闭 close(fd); break; } else if (errno == EAGAIN) { // 数据已读完 break; } else { // 错误处理 perror("read"); break; } } ``` --- #### 六、性能优势原理 1. **减少数据拷贝** `select`/`poll`每次调用需向内核传递全量fd集合，`epoll`通过`epoll_ctl`预先注册，仅传递就绪事件。 2. **时间复杂度优化** - 增删改fd：$O(\log n)$（红黑树） - 事件就绪检查：$O(1)$（就绪链表） --- #### 七、适用场景 - 高并发服务器（如Web服务器、即时通讯系统） - 需要处理长连接且连接数巨大的场景 - 对延迟敏感的应用（如游戏服务器） --- #### 八、与`select`/`poll`对比 | 特性 | select/poll | epoll | |---------------------|--------------------------|---------------------------| | 最大fd数量 | 有限（默认1024） | 仅受系统内存限制 | | 事件通知效率 | 遍历全部fd（$O(n)$） | 仅返回就绪事件（$O(1)$） | | 内存操作开销 | 每次全量拷贝到内核 | 内核直接管理fd | | 适用场景 | 低并发、跨平台需求 | 高并发、Linux专属 | --- #### 九、注意事项 1. **ET模式必须使用非阻塞fd** 避免因未读完数据导致线程阻塞。 2. **正确处理EPOLLERR和EPOLLHUP** 即使未注册这些事件，内核也会自动通知。 3. **避免频繁调用`epoll_ctl`** 批量操作可提升性能（如使用`EPOLLONESHOT`标志）。 --- `epoll` 是Linux高性能网络编程的核心工具，合理使用其特性（如ET模式、非阻塞IO）可显著提升服务器吞吐量。在实际开发中需结合具体业务场景选择触发模式，并严格遵循最佳实践以避免潜在问题。
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