c 網路程式設計（1）

一、epoll網路程式設計

select()和poll() io多路復用模型

select的缺點：

相比select模型，poll使用鍊錶儲存檔案描述符，因此沒有了監視檔案數量的限制，但其他三個缺點依然存在。

在linux的網路程式設計中，很長的時間都在使用select來做事件觸發。在linux新的核心中，有了一種替換它的機制，就是epoll。

epoll io多路復用模型實現機制

由於epoll的實現機制與select/poll機制完全不同，上面所說的 select的缺點在epoll上不復存在。

設想一下如下場景：有100萬個客戶端同時與乙個伺服器程序保持著tcp連線。而每一時刻，通常只有幾百上千個tcp連線是活躍的(事實上大部分場景都是這種情況)。如何實現這樣的高併發？

在select/poll時代，伺服器程序每次都把這100萬個連線告訴作業系統(從使用者態複製控制代碼資料結構到核心態)，讓作業系統核心去查詢這些套接字上是否有事件發生，輪詢完後，再將控制代碼資料複製到使用者態，讓伺服器應用程式輪詢處理已發生的網路事件，這一過程資源消耗較大，因此，select/poll一般只能處理幾千的併發連線。

epoll的設計和實現與select完全不同。epoll通過在linux核心中申請乙個簡易的檔案系統(檔案系統一般用什麼資料結構實現？b+樹)。把原先的select/poll呼叫分成了3個部分：

1）呼叫epoll_create()建立乙個epoll物件(在epoll檔案系統中為這個控制代碼物件分配資源)

2）呼叫epoll_ctl向epoll物件中新增這100萬個連線的套接字

3）呼叫epoll_wait收集發生的事件的連線

如此一來，要實現上面說是的場景，只需要在程序啟動時建立乙個epoll物件，然後在需要的時候向這個epoll物件中新增或者刪除連線。同時，epoll_wait的效率也非常高，因為呼叫epoll_wait時，並沒有一股腦的向作業系統複製這100萬個連線的控制代碼資料，核心也不需要去遍歷全部的連線。

二、epoll網路程式設計api學習

（1）int epoll_create(int size);

建立乙個epoll的控制代碼，size用來告訴核心這個監聽的數目一共有多大。這個引數不同於select()中的第乙個引數，給出最大監聽的fd+1的值。

需要注意的是，當建立好epoll控制代碼後，它就是會占用乙個fd值，在linux下如果檢視/proc/程序id/fd/，是能夠看到這個fd的，

所以在使用完epoll後，必須呼叫close()關閉，否則可能導致fd被耗盡。

自從linux 2.6.8開始，size引數被忽略，但是依然要大於0。

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

epoll的事件註冊函式，它不同與select()是在監聽事件時告訴核心要監聽什麼型別的事件，而是在這裡先註冊要監聽的事件型別。

typedef
union epoll_data  epoll_data_t;
struct epoll_event ;

events可以是以下幾個巨集的集合：

epollin ：表示對應的檔案描述符可以讀（包括對端socket正常關閉）；

epollout：表示對應的檔案描述符可以寫；

epollpri：表示對應的檔案描述符有緊急的資料可讀（這裡應該表示有帶外資料到來）；

epollerr：表示對應的檔案描述符發生錯誤；

epollhup：表示對應的檔案描述符被結束通話；

epollet：將epoll設為邊緣觸發(edge triggered)模式，這是相對於水平觸發(level triggered)來說的。

epolloneshot：只監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到epoll佇列裡

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

等待事件的產生，類似於select()呼叫。

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