EPOLL的工作模式 ET and LT

本文详细介绍了EPOLL事件分发系统的两种工作模式:EdgeTriggered(ET)和LevelTriggered(LT)。重点阐述了ET模式的高速特性及其设置方法,包括如何将TCP套接字和监听套接字与epoll关联,以及LT模式的基本用法。文章还对比了两种模式的性能差异,实测表明ET模式在100个连接的压力测试下性能优势明显,最高可达10倍之多。

近日又继续学习了一下EPOLL的工作模式,这会基本上搞清楚了,因而撰写了此篇文档进行描述。先来一段网上的介绍文档:
EPOLL事件分发系统可以运转在两种模式下:Edge Triggered (ET)、Level Triggered (LT)。
LT是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket;在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表。
ET是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述 符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就 绪),内核不会发送更多的通知。
后面才是我想说的内容,既然ET模式是高速模式,那我们进行服务器开发是一定要使用的了,可是查遍文档,也没有找到ET模式的设置方法,到底如何设置和使 用呢?通过反复测试,终于搞明白“EPOLLET”就是ET模式的设置了,也许是我太笨所以才迷惑这么久了,以下就是将TCP套接字hSocket和 epoll关联起来的代码:
struct epoll_event struEvent;
struEvent.events = EPOLLIN | EPOLLOUT | EPOLLET;
struEvent.data.fd = hSocket;
    epoll_ctl(m_hEpoll, EPOLL_CTL_ADD, hSocket, &struEvent);
如果将监听套接字m_hListenSocket和epoll关联起来,则代码如下:
struct epoll_event struEvent;
struEvent.events = EPOLLIN | EPOLLET;
struEvent.data.fd = m_hListenSocket;
    epoll_ctl(m_hEpoll, EPOLL_CTL_ADD, m_hListenSocket, &struEvent);
如果想使用LT模式,直接把事件的赋值修改为以下即可,也许这就是缺省的意义吧。
struEvent.events = EPOLLIN | EPOLLOUT; //用户TCP套接字
struEvent.events = EPOLLIN;     //监听TCP套接字
不过,通过我的测试确定,这两种模式的性能差距还是非常大的,最大可以达到10倍。100个连接的压力测试,其他环境都相同,LT模式CPU消耗99%、ET模式15

<think> 我们注意到用户的问题是关于epollepolletepolllt的详细介绍。根据之前的对话历史和引用内容,我们已经知道: - epoll是Linux下的高效I/O多路复用机制。 - epoll有两种工作模式LT(水平触发)和ET(边缘触发),其中ET模式可以通过设置EPOLLET标志来启用。 用户提到的“epollet”和“epolllt”实际上分别指的是ET模式和LT模式。在Linux的epoll系统中,并没有直接叫做“epollet”和“epolllt”的函数或结构,而是通过设置epoll_event结构中的events字段来指定模式(例如,EPOLLIN | EPOLLET代表边缘触发模式的读事件)。 因此,我们将详细解释epoll的两种工作模式LTET)以及它们的使用方法和区别。 根据引用[1][2][3]的内容,我们可以总结如下: 1. LT(水平触发)模式:默认模式。当文件描述符就绪时,如果没有处理完,epoll_wait会持续通知。 2. ET(边缘触发)模式:需要显式设置(使用EPOLLET)。当文件描述符就绪状态发生变化时,只通知一次,因此要求应用程序必须一次性处理完所有数据。 下面我们将详细展开介绍。 </think> ### epollEPOLLETEPOLLLT详解 epoll是Linux内核提供的高性能I/O多路复用机制,核心包含两种工作模式LT(水平触发,EPOLLLT)和ET(边缘触发,EPOLLET)。下面从工作原理、实现机制和使用场景进行详细解析。 --- #### 一、核心机制对比 | 特性 | LT模式(默认) | ET模式(EPOLLET) | |--------------|-------------------------|---------------------------| | **触发条件** | 缓冲区有数据即可触发 | 缓冲区状态变化时触发一次 | | **通知频率** | 持续通知直到数据被处理完 | 仅通知一次 | | **事件处理** | 可不立即处理 | **必须立即处理且清空缓存** | | **效率** | 较低(重复通知) | 较高(减少系统调用) | | **设置方式** | epoll_event默认 | 需显式设置`EPOLLET`标志 | **数学表示触发条件**: 设$B_{fd}$为文件描述符$fd$的缓冲区数据量,$\Delta B$为数据变化量 - **LT模式**:$B_{fd} > 0$时持续触发 - **ET模式**:仅当$\Delta B > 0$时触发 --- #### 二、工作原理解析 1. **LT模式(EPOLLLT)** - 当socket接收缓冲区有数据时,每次调用`epoll_wait`都会返回就绪事件 - 示例流程: ```mermaid graph LR A[客户端发送2KB数据] --> B[内核缓冲区>0] B --> C[epoll_wait返回事件] D[应用读取1KB] --> E[缓冲区仍>0] E --> C ``` - 优势:编程简单,允许分多次处理数据 - 风险:高并发时频繁唤醒导致性能下降[^1] 2. **ET模式(EPOLLET)** - 仅在缓冲区状态变化时触发(如空→非空) - **必须配合非阻塞I/O**并循环读取至`EAGAIN`: ```c while (1) { n = read(fd, buf, BUF_SIZE); if (n == -1) { if (errno == EAGAIN) break; // 数据已读完 else handle_error(); } // 处理数据... } ``` - 优势:减少系统调用次数,吞吐量更高 - 典型场景:高频交易系统、视频直播服务器[^2] --- #### 三、关键代码实现 1. **设置ET模式** 通过`epoll_ctl`添加`EPOLLET`标志: ```c struct epoll_event ev; ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; // ET模式读事件 ev.data.fd = sockfd; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &ev); ``` 2. **模式切换** 动态修改监听事件类型(如读→写): ```c ev.events = EPOLLOUT | EPOLLET; // 改为监听写事件 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sockfd, &ev); ``` --- #### 四、应用场景选择 | **场景** | **推荐模式** | 原因 | |------------------------|-------------|------------------------------| | 低并发简单应用 | LT | 开发简单,避免遗漏数据处理 | | 高并发长连接服务 | ET | 减少唤醒次数,提升吞吐量 | | 需要精确控制事件响应 | ET | 避免无效通知,降低CPU占用 | | 文件传输服务 | ET+零拷贝 | 最大化I/O效率[^3] | > **性能公式**:在连接数$N$下,ET模式减少的系统调用次数$\Delta C$为: > $$\Delta C = N \times (k_{avg} - 1)$$ > 其中$k_{avg}$是LT模式下平均每次数据就绪的冗余通知次数 --- #### 五、最佳实践建议 1. **ET模式必须遵守**: - 设置非阻塞fd:`fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK)` - 循环读写直到`EAGAIN`错误 - 一次性处理完整请求(如HTTP报文) 2. **LT模式适用场景**: - 低延迟要求的交互式应用 - 数据边界不明确(如UDP报文) - 遗留系统兼容改造 3. **混合使用策略**: ```c // 对监听socketLT(避免遗漏新连接) listen_ev.events = EPOLLIN; // 对数据socketET client_ev.events = EPOLLIN | EPOLLET; ```
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