现在有这么一个场景：我是一个很忙的大老板，我有100个手机，手机来信息了，我的秘书就会告诉我“老板，你的手机来信息了。”我很生气，我的秘书就是这样子，每次手机来信息就只告诉我来信息了，老板赶紧去看。但是她从来不把话说清楚：到底是哪个手机来信息啊！我可有100个手机啊！于是，我只能一个一个手机去查看，来确定到底是哪几个手机来信息了。这就是IO复用中select模型的缺点！老板心想，要是秘书能把来信息的手机直接拿到我桌子上就好了，那么我的效率肯定大增（这就是epoll模型）。
那我们先来总结一下select模型的缺点：
单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，通常是1024，当然可以更改数量，但由于select采用轮询的方式扫描文件描述符，文件描述符数量越多，性能越差；(在linux内核头文件中，有这样的定义：#define __FD_SETSIZE 1024)
内核 / 用户空间内存拷贝问题，select需要复制大量的句柄数据结构，产生巨大的开销；
select返回的是含有整个句柄的数组，应用程序需要遍历整个数组才能发现哪些句柄发生了事件；select的触发方式是水平触发，应用程序如果没有完成对一个已经就绪的文件描述符进行IO操作，那么之后每次select调用还是会将这些文件描述符通知进程。
设想一下如下场景：有100万个客户端同时与一个服务器进程保持着TCP连接。而每一时刻，通常只有几百上千个TCP连接是活跃的(事实上大部分场景都是这种情况)。如何实现这样的高并发？
粗略计算一下，一个进程最多有1024个文件描述符，那么我们需要开1000个进程来处理100万个客户连接。如果我们使用select模型，这1000个进程里某一段时间内只有数个客户连接需要数据的接收，那么我们就不得不轮询1024个文件描述符以确定究竟是哪个客户有数据可读，想想如果1000个进程都有类似的行为，那系统资源消耗可有多大啊！
针对select模型的缺点，epoll模型被提出来了！
epoll模型的优点
支持一个进程打开大数目的socket描述符
IO效率不随FD数目增加而线性下降
使用mmap加速内核与用户空间的消息传递
epoll的两种工作模式
LT(level triggered，水平触发模式)是缺省的工作方式，并且同时支持 block 和 non-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。比如内核通知你其中一个fd可以读数据了，你赶紧去读。你还是懒懒散散，不去读这个数据，下一次循环的时候内核发现你还没读刚才的数据，就又通知你赶紧把刚才的数据读了。这种机制可以比较好的保证每个数据用户都处理掉了。
ET(edge-triggered，边缘触发模式)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，等到下次有新的数据进来的时候才会再次出发就绪事件。简而言之，就是内核通知过的事情不会再说第二遍，数据错过没读，你自己负责。这种机制确实速度提高了，但是风险相伴而行。
epoll模型API
#include <sys/epoll.h> /* 创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核需要监听的数目一共有多大。当创建好epoll句柄后， 它就是会占用一个fd值，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。*/int epoll_create(int size); /*epoll的事件注册函数*/int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); /*等待事件的到来，如果检测到事件，就将所有就绪的事件从内核事件表中复制到它的第二个参数events指向的数组*/int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
epoll的事件注册函数epoll_ctl，第一个参数是 epoll_create() 的返回值，第二个参数表示动作，使用如下三个宏来表示：
POLL_CTL_ADD //注册新的fd到epfd中；EPOLL_CTL_MOD //修改已经注册的fd的监听事件；EPOLL_CTL_DEL //从epfd中删除一个fd；
struct epoll_event 结构如下：
typedef union epoll_data
{ void *ptr; int fd; __uint32_t u32; __uint64_t u64;
} epoll_data_t;struct epoll_event
{ __uint32_t events; /* Epoll events */
epoll_data_t data; /* User data variable */};epoll_event结构体中的events 可以是以下几个宏的集合：
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（这里应该表示有带外数据到来）；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设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。EPOLLONESHOT//只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里。
epoll的一个简单使用范例
#include <sys/socket.h>#include <sys/epoll.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define MAXLINE 5#define OPEN_MAX 100#define LISTENQ 20#define SERV_PORT 5000#define INFTIM 1000void setnonblocking(int sock){ int opts;
opts=fcntl(sock,F_GETFL); if(opts<0)
{
perror("fcntl(sock,GETFL)"); exit(1);
}
opts = opts|O_NONBLOCK; if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0)
{
perror("fcntl(sock,SETFL,opts)"); exit(1);
}
}int main(int argc, char* argv[]){ int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds, portnumber; ssize_t n; char line[MAXLINE]; socklen_t clilen; if ( 2 == argc )
{ if( (portnumber = atoi(argv[1])) < 0 )
{ fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]); return 1;
}
} else
{ fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]); return 1;
} //声明epoll_event结构体的变量,ev用于注册事件,数组用于回传要处理的事件
struct epoll_event ev,events[20]; //生成用于处理accept的epoll专用的文件描述符
epfd=epoll_create(256); struct sockaddr_in clientaddr; struct sockaddr_in serveraddr;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //把socket设置为非阻塞方式
//setnonblocking(listenfd);
//设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.data.fd=listenfd; //设置要处理的事件类型
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; //ev.events=EPOLLIN;
//注册epoll事件
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);
bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET; char *local_addr="127.0.0.1";
inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber);
serveraddr.sin_port=htons(portnumber);
bind(listenfd,(struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr));
listen(listenfd, LISTENQ);
maxi = 0; for ( ; ; ) { //等待epoll事件的发生
nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500); //处理所发生的所有事件
for(i=0;i<nfds;++i)
{ if(events[i].data.fd==listenfd)//如果新监测到一个SOCKET用户连接到了绑定的SOCKET端口，建立新的连接。
{
connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr, &clilen); if(connfd<0){
perror("connfd<0"); exit(1);
} //setnonblocking(connfd);
char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr); printf("accapt a connection from\n "); //设置用于读操作的文件描述符
ev.data.fd=connfd; //设置用于注测的读操作事件
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; //ev.events=EPOLLIN;
//注册ev
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev);
} else if(events[i].events&EPOLLIN)//如果是已经连接的用户，并且收到数据，那么进行读入。
{ printf("EPOLLIN\n"); if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0) continue; if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) { if (errno == ECONNRESET) {
close(sockfd);
events[i].data.fd = -1;
} else
printf("readline error\n");
} else if (n == 0) {
close(sockfd);
events[i].data.fd = -1;
} if(n<MAXLINE-2)
line[n] = '\0'; //设置用于写操作的文件描述符
ev.data.fd=sockfd; //设置用于注测的写操作事件
ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET; //修改sockfd上要处理的事件为EPOLLOUT
//epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);
} else if(events[i].events&EPOLLOUT) // 如果有数据发送
{
sockfd = events[i].data.fd;
write(sockfd, line, n); //设置用于读操作的文件描述符
ev.data.fd=sockfd; //设置用于注测的读操作事件
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; //修改sockfd上要处理的事件为EPOLIN
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);
}
}
} return 0;
}带ET和LT双模式的epoll服务器
#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>#include <sys/epoll.h>#include <pthread.h>#include <errno.h>#include <stdbool.h>#define MAX_EVENT_NUMBER 1024 //event的最大数量#define BUFFER_SIZE 10 //缓冲区大小#define ENABLE_ET 1 //是否启用ET模式/* 将文件描述符设置为非拥塞的 */int SetNonblocking(int fd){ int old_option = fcntl(fd, F_GETFL); int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
fcntl(fd, F_SETFL, new_option); return old_option;
}/* 将文件描述符fd上的EPOLLIN注册到epoll_fd指示的epoll内核事件表中，参数enable_et指定是否对fd启用et模式 */void AddFd(int epoll_fd, int fd, bool enable_et){ struct epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN; //注册该fd是可读的
if(enable_et)
{
event.events |= EPOLLET;
}
epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event); //向epoll内核事件表注册该fd
SetNonblocking(fd);
}/* LT工作模式特点：稳健但效率低 */void lt_process(struct epoll_event* events, int number, int epoll_fd, int listen_fd){ char buf[BUFFER_SIZE]; int i; for(i = 0; i < number; i++) //number: 就绪的事件数目
{ int sockfd = events[i].data.fd; if(sockfd == listen_fd) //如果是listen的文件描述符，表明有新的客户连接到来
{ struct sockaddr_in client_address; socklen_t client_addrlength = sizeof(client_address); int connfd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_address, &client_addrlength);
AddFd(epoll_fd, connfd, false); //将新的客户连接fd注册到epoll事件表,使用lt模式
} else if(events[i].events & EPOLLIN) //有客户端数据可读
{ // 只要缓冲区的数据还没读完，这段代码就会被触发。这就是LT模式的特点：反复通知，直至处理完成
printf("lt mode: event trigger once!\n"); memset(buf, 0, BUFFER_SIZE); int ret = recv(sockfd, buf, BUFFER_SIZE - 1, 0); if(ret <= 0) //读完数据了，记得关闭fd
{
close(sockfd); continue;
} printf("get %d bytes of content: %s\n", ret, buf);
} else
{ printf("something unexpected happened!\n");
}
}
}/* ET工作模式特点：高效但潜在危险 */void et_process(struct epoll_event* events, int number, int epoll_fd, int listen_fd){ char buf[BUFFER_SIZE]; int i; for(i = 0; i < number; i++)
{ int sockfd = events[i].d
http://www.cnblogs.com/skyfsm/p/7102367.html
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