Epoll技术深入学习

一, Epoll概述

• epoll就是一种典型的IO多路复用，支持高并发，号称一百万
  • 传统select, poll 在并发量1000-2000的时候性能明显下降
  • epoll是Linux内核2.6引入的技术。(kqueue类似，在其他系统中
• 十万个连接同一时刻，只有几十上百个客户端给你发数据，epoll只处理这几十上百个连接
• 很多服务器每个进程，或每个线程对应一个连接。涉及进程切换损坏
• epoll事件驱动机制，在单独进程或线程单独运行。收集处理技术

二，Epoll的工作原理(三个函数)

• epoll_create()
  • 原型：int epoll_create(int size)
  • 创建一个epoll对象，返回对象描述符
  • 最终要调用close(), 因为文件描述符 总是关闭的
  • 原理：
    • 创建一个eventpoll的结构对象。
      • rbr是一颗红黑树
      • rdlist结构代表一个双向链表表头指针，从头访问遍历每个元素
• epoll_ctl()
  • 原型：int epoll_ctl(int efpd, int op, int sockid, struct epoll_event &event);
  • 功能：把感兴趣的事件添加到系统中去
  • efpd: 就是epoll_create返回的文件描述符
  • op: 动作，添加/删除/修改，对于1,2,3，当时系统有宏EPOLL_CTL_ADD,EPOLL_CTL_DEL,EPOLL_CTL_MOD
    • add 就是往红黑树上加结点。每次tcp连接获得一个socket，即红黑树的key
    • mod修改，
    • del删除，从红黑树把结点干掉，TCP连接上无法收到任何通知了
  • sockid: 一个客户端一个socket，就是accpet(); 就是红黑树的key
  • event：事件信息。
  • 原理：
    • 其实就是红黑树上的维护过程。
    • EPOLL_CTL_ADD: 往红黑树中增加结点
    • EPOLL_CTL_DEL: 往红黑树中删除结点
    • EPOLL_CTL_MOD: 往红黑树中修改结点
• epoll_wait
  • 原型：int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout)
  • 阻塞一小段时间并等待事件发生，返回事件的集合。也就是获取内核通知事件
  • 把双向链表中移除(双向链表记录的是所有有数据的TCP连接)
  • efpd: 就是epoll_create返回的文件描述符
  • events: 数组，长度是maxevents。标示这一次epoll_wait收集到的事件数目。从双向链表中取节点
• • 一般有四种情况，操作系统会回调把事件插入到双向链表中
    • 完成三次握手,accept()。
    • 客户端关闭连接,close()。
    • 客户端发送数据来的时候。
    • 当可以发送数据的时候，服务器调用send(),write()。
    • 其他。。。

三，实际使用

epoll案例

四，LT和ET

• LT(level trigger) 水平触发,低速效率差, 默认模式
• ET(edge trigger) 边沿触发,高速模式(效率好)
• 现状:
  • 所有的监听套接字都是水平触发
  • 所有的接入进来的用户套接字都是边缘触发

本质区别:

• 水平触发: 来一个事件,如果你不处理它,那么这个事件就会一直触发;
• 边缘触发: 只对非阻塞socket有用. 来一个事件,内核只通知一次.不管你是否处理
  • 代价: 编码的难度加大, 接到通知后要保证处理问题.