epoll实现原理

epoll的使用

epoll只有以下的三个系统函数调用： epoll_create，epoll_ctl和epoll_wait：
int epoll_create(int size);其中参数：
（1）size指明了生成描述符的最大范围；
该函数返回一个epoll专用的描述符(fd)

int epoll_ctl(int epfd,int op, int fd, struct epoll_event *event);其中参数：
（1）epfd：由 epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；
（2）op：要进行的操作，可能的取值EPOLL_CTL_ADD 注册、EPOLL_CTL_MOD 修改、EPOLL_CTL_DEL 删除；
（3）fd：关联的文件描述符；
（4）event：指向epoll_event的指针；
如果调用成功则返回0，不成功则返回-1。
结构体epoll_event 被用于注册所感兴趣的事件和回传所发生待处理的事件。epoll_event 结构体的events字段是表示感兴趣的事件和被触发的事件，可能的取值为：
EPOLLIN： 表示对应的文件描述符可以读；
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；
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： 表示对应的文件描述符有事件发生；
参考代码如下：

 struct epoll_event ev;
 ev.data.fd = socketXxx;          //设置与要处理的事件相关的文件描述符
 ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;  //设置要处理的事件类型
 epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, socketXxx, &ev);    //注册epoll事件

int epoll_wait(int epfd, structepoll_event * events, int maxevents, int timeout);其中参数：
（1）epfd：由epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；
（2）epoll_event：用于回传代处理事件的数组；
（3）maxevents：每次能处理的事件数；
（4）timeout：等待I/O事件发生的超时值；
该函数返回发生事件fd的个数。

epoll的实现原理介绍

epoll的内部处理过程主要可以分四个步骤：
1，调用epoll_create()函数，创建epoll句柄eventpoll。该eventpoll内部包含了:一个红黑树rbtree，一个就绪链表rdlist;
2，调用epoll_ctl(EPOLL_CTL_ADD…)将所关心fd的关心事件注册到epoll的rbtree上，（当然也有可能是修改或删除），并注册关心事件的回调函数（如add函数,将就绪fd添加到rdlist）
3，一旦设备（如网卡）有关心事件发生，对应的注册回调函数被触发，就绪fd被添加到rdlist;
4，用户程序调用epoll_wait(),返回rdlist，并对其中的fd做相应处理。
具体过程如下图所示：

epoll的并发量限制

epoll所能处理的最大并发限制比较多:
(1)Linux中单个进程所能打开的文件描述符fd有最大限制，比如默认的1024，这其中还包含如标准输入，标准输出等必须打开的fd。这个限制可以通过修改Linux配置加以宽松
(2)Linux系统所能打开描述符的最大数量有限制，比如12158。这个一般也可以修改。
(3)socket的端口范围有限制，如32768或65535，其中还需要将通用端口排除在外(根本没有这个限制，服务端accept返回的socket不会占用端口！)
(4)IP_TABLE防火墙在内核中对每个TCP连接进行跟踪，因此其最大跟踪个数也是一个限制。配置可修改。
(5)内存限制。每个socket在内核中都会有发送和接收缓存区，最小为4K,用户接收这些数据也要相同的内存。
因此4*4K=16K，每个socket最最少需要耗费16k内存，因此如果机器是一台4G的PC，其极限并发数目为：4G/16k=26.2W。具体可以参考这篇博文：https://www.jb51.net/LINUXjishu/346080.html