对于Epoll编程基本模型的理解

 

epollfd = epoll_create(...)                     //创建epoll描述符  
listenfd = socket(...)                          //创建用于端口监听的socket  
bind(listenfd ...)                              //绑定  
listen(listenfd ...)                            //开始在端口监听  
epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd...)  //将listenfd加入epoll描述符监听  
for(;;)                                         //无限循环  
{  
    n = epoll_wait(...)                         //等待epoll描述符的事件发生  
    for(0 ~ n)                                  //遍历发生的所有事件  
    {  
        if(events[i].data.fd == listenfd)       //通过发生事件的socket描述符确认有新链接，  
        {                                       //而非已经打开的socket的读写事件  
            connfd = accpet(...)                //accept新连接为connfd  
            epoll_ctl(...)                      //connfd加入epoll监听,像上面listenfd一样  
        }  
        else if(events[i].events & EPOLLIN)     //发生事件的socket不是listenfd而是connfd  
        {                                       //且事件集里有EPOLLIN表明有数据要读取  
            n = read(...)                       //读取数据  
            if(n == 0)                          //读到0字节，需要关闭socket  
                close(connfd)                   //close会自动将connfd从epoll监听中删除  
        }                                       //无需调用epoll_ctl(..EPOLL_CTL_DEL..)  
        else if(...)                            //其他各种事件处理依次处理  
        ...    }                                              
}   

    以上是epoll编程基本模型的伪代码。下面对epoll的三大函数进行简要说明。

    （1） int epoll_create(int size);

    epoll_create()用于创建一个epoll的事例/句柄，它通知内核需要监听size个fd。当创建成功后，会占用一个fd，因此必须及时调用close()函数以免fd被耗尽。

    epoll_create()对应的内核函数为sys_epoll_create，这个函数做一些准备工作，创建数据结构，初始化数据并最终返回一个fd（表示新创建的虚拟epoll文件）。

 

    （2） int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event);

    select()函数用于在监听时告诉内核要监听的事件，而epoll_etl()函数用于先注册要监听的事件。其中，fd表示要监听的fd，event表示需要监听的事件。

    epoll_ctl()对应的内核函数为sys_epoll_ctl，每次调用sys_epoll_ctl只处理一个fd。当op为EPOLL_CTL_ADD时，sys_epoll_ctl先做一些安全检查，然后进入ep_insert。在ep_insert里将ep_poll_callback作为回调函数加入设备的等待队列（假定此时设备尚未就绪）。ep_poll_callback这个函数在所等待的设备就绪后被系统回调，执行两个操作：其一，将就绪设备加入到就绪队列；其二，唤醒虚拟的epoll文件，即用epoll_create创建的fd。

 

    （3） int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event*events, int maxevents, int timeout);

    man一下可知，它是等待发生在一个epoll文件描述符上的IO事件的函数。events指针指向的内存包含对调用者有效的事件。

    epoll_wait()对应的内核函数为sys_epoll_wait，实际执行操作的是ep_poll函数。该函数将进程自己插入虚拟epoll文件的等待队列，直到被唤醒。最后执行ep_events_transfer将结果拷贝到用户空间。

 

    对于events[i].data.fd == listenfd的理解：我的理解是，已发生的事件必然是由客户端引起的，客户端试图连接listenfd所在端口，因此events的fd等于了listenfd。或者这样来分析：当socket函数创建一个套接字是，它被假设为主动套接字，即是一个将调用connect函数发起连接的客户套接字。listen函数把一个未连接的套接字转换为一个被动套接字，指示内核应接受指向该套接字的连接请求，即监听某个端口。更进一步地，注意到注册要关注的事件时有这么一句ev.data.fd = listenfd; 因此需要将已发生的事件与关注的事件进行比较。