简单理解epoll

epoll系列系统调用

epoll是Linux特有的I/O复用函数。

  epoll使用一组函数来完成任务。epoll把用户关心的文件描述符上的事件放在内核里的一个事件表中。

  epoll需要使用一个额外的文件描述符，来唯一标识内核中的事件表。

epoll事件表的文件描述符创建函数：

#include <sys/epoll.h>
int epoll_create( int size );

参数：

• 参数size：并不起作用，只是给内核一个提示，告诉它事件表需要多大。

   该函数返回的文件描述符将用作其他所有epoll系统调用的第一次参数，以指定要访问的内核事件表。
  

epoll系统调用的内核事件表操作函数：

#include <sys/epoll.h>
int epoll_ctl( int epfd, int op, int fd, struct epoll_event* event );

参数：

• 参数epfd：内核事件表的文件描述符；
• 参数fd：要操作的文件描述符；
• 参数op：指定操作类型；
• 参数event：指定事件，它是epoll_event结构指针类型；

epoll_ctl成功时返回0，失败则返回-1并设置errno。

操作类型

epoll_event的定义：

struct epoll_event
{
			__uint32_t events;   /* epoll事件 */
			epoll_data_t data;   /* 用户数据 */
};

结构体成员：

1. events成员描述事件类型。epoll支持的事件类型和poll基本相同。表示epoll事件类型的宏是在poll对应的宏前加上"E"，比如epoll的数据可读事件是EPOLLIN。但epoll由俩个额外的事件类型—EPOLLET和EPOLLONESHOT。
2. data成员用于存储用户数据。

epoll的事件类型

epoll_data_t的定义：

typedef union epoll_data
{
		void* ptr;
		int fd;
		uin32_t u32;
		uin64_t u64;
}epoll_data_t;

联合体成员：

1. 成员 ptr：用于指定与fd相关的用户数据；

2. 成员 fd ：指定事件所从属的目标文件描述符；

    由于epoll_data_t是一个联合体，所有不能同时使用其成员ptr和成员fd、因此，如果要将文件描述符和用户数据关联起来，以实现快速的数据访问，只能使用其他手段。比如放弃使用epoll_data_t的fd成员，而在ptr指向的用户数据中包含fd。
   

epoll系统调用的接口函数：

在一段超时时间内等待一组文件描述符上的事件。

#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait( int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents,int timeout );

参数：

• 参数epfd：内核事件表的文件描述符；
• 参数events：epoll_wait如果检测到事件，就将所有就绪的事件从内核事件表（由epfd参数指定）中复制到参数events指向的数组中，这个数组只用于输出epoll_wait检测到的就绪事件；
• 参数maxevents：指定最多监听多少个事件，它必须大于0；
• 参数timeout：指定epoll的超时值，单位是毫秒。当timeout为 -1时，epoll调用将永远阻塞，直到某个事件发生；当timeout为0时，poll调用将立即返回。

LT和ET模式

     epoll对文件描述符的操作有俩种模式：LT（Level Trigger，条件触发）模式和ET(Edge Trigger，边缘触发）模式。
     LT模式事默认的工作模式，这种模式下epoll相当于一个效率较高的poll。ET模式事epoll的高效工作模式。

LT工作模式：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。当应用程序下一次调用epoll_wait时，epoll_wait还会再次向应用程序通告此事件，直到该事件被处理。

ET工作模式：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，应用程序必须立即处理该事件，因为后续的epoll_wait调用将不再向应用程序通知这一事件。

注：每个使用ET模式的文件描述符都应该是非阻塞的。如果文件描述符是阻塞的，那么读或写操作将会因为没有后续的事件而一直处于阻塞状态（饥渴状态）。

EPOLLONESHOT事件

    对于注册了EPOLLONESHOT事件的文件描述符，操作系统最多触发其上注册的一个可读、可写或者异常事件，且只触发一次，除非使用epoll_ctl函数重置该文件描述符上注册的EPOLLONESHOT事件。

    注册了EPOLLONESHOT事件的socket一旦被某个线程处理完毕，该线程就应该立即重置这个socket上的EPOLLONESHOT事件，以确保这个socket下一次可读时，其EPOLLIN事件能被触发，进而让其他工作线程有机会继续处理这个socket。