彻底学会使用Epoll——

本文全面解析了ET模式的实现原理,触发方式,读写操作实例,以及在实际应用中需要注意的关键事项,为开发者提供了一个全面理解ET模式的视角。

ET实现模式分析:https://yq.aliyun.com/articles/495842?spm=a2c4e.11153940.0.0.61cf4d40BBz2x2
ET和LT的触发方式:https://yq.aliyun.com/articles/495841?spm=a2c4e.11153940.0.0.5a375538tETw4D
ET的读操作实例:https://yq.aliyun.com/articles/495840?spm=a2c4e.11153940.0.0.35344d40aHyaYm
ET的写操作实例:https://yq.aliyun.com/articles/495839?spm=a2c4e.11153940.0.0.35344d40aHyaYm
ET模式下的注意事项:https://yq.aliyun.com/articles/495838?spm=a2c4e.11153940.0.0.35344d40aHyaYm
关于ET的若干问题总结:https://yq.aliyun.com/articles/495837?spm=a2c4e.11153940.0.0.35344d40aHyaYm

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### epoll_create 的作用及底层实现原理详解 epoll_create 是 Linux 提供的 I/O 多路复用机制中的核心系统调用之一,用于创建一个新的 epoll 实例。该实例是一个 eventpoll 对象,作为管理多个文件描述符及其事件监控的内核数据结构 [^1]。 #### 作用 当程序调用 epoll_create 时,内核会分配一个专用的文件描述符(即 epfd),并将其返回给用户空间程序。这个文件描述符代表了一个独立的 epoll 实例,后续可以通过 epoll_ctl 和 epoll_wait 等接口来操作和查询它。通过这种方式,epoll 能够高效地处理大量并发连接,避免了传统 select/poll 每次调用都需要传递整个文件描述符集合到内核空间所带来的性能开销 [^3]。 例如: ```c int epoll_fd = epoll_create(1024); ``` 上述代码中,`epoll_create(1024)` 创建了一个新的 epoll 文件描述符,并指定其可容纳的最大文件描述符数量为 1024。虽然参数 1024 在较新版本的 Linux 中已不再限制实际容量,但仍然需要传入一个大于零的值 [^2]。 #### 底层实现原理 在内核层面,epoll_create 创建的是一个 `eventpoll` 结构体实例。该结构体是 epoll 机制的核心,包含以下两个关键组成部分: - **红黑树(rbr)**:用于存储所有添加到 epoll 实例中的事件。红黑树的特性使得插入、删除和查找操作的时间复杂度均为 O(log n),从而保证了高效率的事件管理。 - **就绪链表(rdllist)**:保存当前已经就绪的事件。每当某个被监控的文件描述符上有事件发生时,对应的事件会被加入该链表中,等待用户空间程序通过 epoll_wait 获取 [^4]。 此外,eventpoll 还维护了一个等待队列,用于支持 epoll_wait 的阻塞行为。当没有事件就绪时,epoll_wait 会使进程进入睡眠状态,直到有事件触发才会被唤醒 [^2]。 每次调用 epoll_ctl 添加一个新的文件描述符到 epoll 实例中时,内核会为该描述符创建一个 `epitem` 结构体,并将其插入到 eventpoll 的红黑树中。同时,epitem 会将自身注册到对应文件描述符的等待队列中,以便在事件发生时能够通知 epoll 实例进行处理 [^1]。 最终,用户空间程序通过 epoll_wait 获取就绪事件时,内核只需遍历 eventpoll 的就绪链表即可快速获取所有活跃事件,而无需像 select/poll 那样每次都扫描整个文件描述符集合 [^4]。 这种设计显著提升了在处理大量并发连接时的性能表现,使 epoll 成为了现代高性能网络服务器中广泛使用的 I/O 多路复用机制 [^3]。 ---
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