epoll

epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率.epoll是当前在Linux下开发大规模并发网络程序的热门人选，epoll 在Linux2.6内核中正式引入，和select相似，都是I/O多路复用(IO multiplexing)技术,按照man手册的说法：是为处理大批量句柄而作了改进的poll。epoll的特点：epoll对于句柄事件的选择不是遍历的，是事件响应的，就是句柄上事件来就马上选择出来，不需要遍历整个句柄链表，因此效率非常高，内核将句柄用红黑树保存的。

同 I/O多路复用和信号驱动I/O一样，Linux的epoll（event poll）API可以检查描述符上的I/O就绪状态。

fd（文件描述符）

select 最不能忍受的是一个进程所打开的FD是有一定限制的，由FD_SETSIZE设置，默认值是2048。对于那些需要

::表示全局，这样可以声明全局函数

 

bool TTcpServer::Listen(const unsigned short port)
{
    if (m_IsListen)
        return false;
    
    //socket
    int accept_fd = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM | SOCK_NONBLOCK | SOCK_CLOEXEC, IPPROTO_TCP); 
    if (accept_fd < 0)
        return false;
    
    //端口重用，快速重启服务
    int opt = 1;
    ::setsockopt(accept_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
    
    //bind
    sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(sockaddr_in));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(port);
    ::inet_pton(AF_INET, "0.0.0.0", &addr.sin_addr);
    if (0 != ::bind(accept_fd, (sockaddr*)&addr, (socklen_t)sizeof(sockaddr_in)))
    {
		perror("bind failed");
        return false;
    }
    
    //listen
    if (0 != ::listen(accept_fd, SOMAXCONN))
    {
        perror("listen failed");
        return false;
    }
        
    //add epoll
    epoll_event event;
    event.data.u64 = 0; //清空数据
    event.data.fd = accept_fd;    //绑定client指针
    event.events = POLLIN | POLLPRI; 
    ::epoll_ctl(m_Poll_Fd, EPOLL_CTL_ADD, accept_fd, &event);  
    
    //启动accept工作线程
    Start();
    
    //启动eventloop工作线程
    for(std::vector<TEventLoop*>::iterator iter = m_EventLoops.begin(); iter != m_EventLoops.end(); iter++)
        (*iter)->Start();
    
    //end
    m_IsListen = true;
    return true;    
}

 

2.1 socket函数

　　int socket(int protofamily, int type, int protocol);
　　socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字，而socket()用于创建一个socket描述符（socket descriptor），它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样，后续的操作都有用到它，把它作为参数，通过它来进行一些读写操作。
　　正如可以给fopen的传入不同参数值，以打开不同的文件。创建socket的时候，也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符，socket函数的三个参数分别为：
　　protofamily：即协议域，又称为协议族（family）。常用的协议族有，AF_INET(IPV4)、AF_INET6(IPV6)、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
　　type：指定socket类型。常用的socket类型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等（socket的类型有哪些？）。
　　protocol：故名思意，就是指定协议。常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议（这个协议我将会单独开篇讨论！）。
　　注意：并不是上面的type和protocol可以随意组合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。
　　当我们调用socket创建一个socket时，返回的socket描述字它存在于协议族（address family，AF_XXX）空间中，但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址，就必须调用bind()函数，否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。

 

 

epoll API的核心数据结构称作epoll实例，它和一个打开的文件描述符相关联。这个文件描述符不是用来做I/O操作的，相反，它是内核数据结构的句柄，这些内核数据结构实现了两个目的。

• 记录了在进程中声明过的感兴趣的文件描述符列表——兴趣列表。
• 维护了处于I/O就绪态的文件描述符列表——就绪列表。

对于由epoll检查的每一个文件描述符，我们可以指定一个位掩码来表示我们感兴趣的事件。

epoll API由以下3个系统调用组成。

• 系统调用epoll_creat()创建一个epoll实例，返回代表该实例的文件描述符。
• 系统调用epoll_ctl()操作同epoll实例相关联的兴趣列表。通过epoll_ctl()，我们可以增加新的描述符到列表中，将已有的文件描述符从该列表中移除，以及修改代表描述符上事件类型的位掩码。
• 系统调用epoll_wait()返回与epoll实例相关联的就绪列表中的成员。

 

/*创建一个epoll实例。为新实例返回一个fd。

“size”参数是指定文件数量的提示

与新实例相关联的描述符。fd的

epoll_create()返回的值应该用close()关闭。*/

/*与epoll_create相同，但带有标志参数。未使用的尺寸

参数被删除。*/

作为函数返回值，epoll_create()返回了代表新创建的epoll实例的文件描述符。这个文件描述符在其他几个epoll系统调用中用来表示epoll实例。当这个文件描述符不再需要时，应该通过close（）来关闭。当所有与epoll实例相关的文件描述符都被关闭时，实例被销毁，相关的资源都返还给系统。（多个文件描述符可能引用到相同的epoll实例，这是由于调用了fork（）或者dup（）这样类似的函数所致。）

从2.6.27版内核以来，Linux支持了一个新的系统调用epoll_create1()。该系统调用执行的任务同epoll_create()一样，但是去掉了无用的参数size，并增加了一个可用来修改系统调用行为的flags参数。目前只支持一个flag标志：EPOLL_CLOEXEC，它使得内核在新的文件描述符上启动了执行即关闭标志。

 

2.修改epoll的兴趣列表：epoll_ctl()

系统调用epoll_ctl()能够修改由文件描述符epfd所代表的epoll实例中的兴趣列表。