epoll详解

epoll是linux特有的IO复用函数。epoll的优点：

• 相对于select和poll来说，epoll更加灵活，没有文件描述符的限制。
• epoll使用一个文件描述符管理多个需要处理的文件描述符，将用户关心的文件描述符事件放到内核的一个事件表中。这样在用户空间和内核空间的数据拷贝只需一次。

epoll的接口：

（1）头文件
　　#include <sys/epoll.h>

（2）创建函数

　　int epoll_create(int size);
创建一个epoll的文件描述符，size用来告诉内核需要监听的数目。该函数返回的文件描述符将作为其他所有epoll系统调用的第一个参数，以指定用来访问的内核事件表。

(3) 事件注册函数

　　int epoll_ctl(int epfd , int op , int fd , struct epoll_event *event);
参数说明：

• epfd：是epoll_create函数返回的文件描述符
• op：表示要进行的操作，由三个宏来表示
  • EPOLL_CTL_ADD：将新的fd加入到epfd中
  • EPOLL_CTL_MOD：修改epfd中已经存在的fd
  • EPOLL_CTL_DEL：从epfd列表中删除fd
• fd：需要监听的fd
• event：告诉内核要监听什么事件
• 返回值：成功时返回0，失败时返回-1并设置errno

epoll_event的数据结构如下：

struct epoll_event {
	_uint32_t events; /* Epoll events */
	epoll_data_t data ; /* User data variable */
} ;

typedef union epoll_data {
	void *ptr;
	int fd;
	uint32_t u32;
	uint64_t u64;
}epoll_data_t;

结构体中的events事件有以下几个宏表示：

• EPOLLIN：表示对应的文件描述符可以读（包括对端socket正常关闭）
• EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写
• EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读
• EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误
• EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断
• EPOLLET：将EPOLL设置为边缘触发模式，ET模式，这是相对于水平触发模式（LT）来说的
• EPOLLONESHOT：只监昕一次事件， 当监听完这次事件之后 ，如果还需要继续监昕这个 socket 的话，需要再次把这个 socket 重新加入到 EPOLL 队列里

（4）等待事件函数

　　int epol l_wait (int epfd, struct epoll _ event * events , int maxevents , int timeout);

参数说明：

• events： 用来从内核得到事件的 集合
• maxevents：告诉内核这个 events 有多大，maxevents的值不能大于创建 epoll_create()时的size
• timeout：超时时间（ ms 为单位，0会立即返回，-1将不确定或称永久阻塞）
• 返回值：该函数返回需要处理的事件数目 如返回 0 表示已超时 ，返回-1表示失败，并设置errno

epoll的两种模式

epoll对文件描述符的操作有两种模式：LT（Lever Trigger，水平触发）模式和ET（Edge Trigger，边缘触发）模式。其中LT模式是默认的模式，这种模式下epoll相当于一个效率高的poll。 ET模式是epoll的高效模式。

LT模式：
对于采用LT模式的文件描述符，当epoll_wait检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序可以不立即处理该事件。这样，当应用程序下一次调用epoll_wait时，还会再次向应用程序通告此事件，直到被处理

ET模式：
对于采用ET模式的文件描述符，当epoll_wait检测到其上有事件发生并将此事件通知应用程序后，应用程序可以必须立即处理该事件，因为epoll_wait只有在状态发生变化的时候才会再次通知，这个状态发生变化并不包括缓冲区还有未处理的数据。因此ET模式很大程度上降低了同一事件被重复触发的次数，比LT模式效率更高。
epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞文件描述符，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。