epoll模型

前言

最近一段时间看epoll的源码，看的抓耳挠腮。本着分享的原则，分享一下我对epoll的理解，注意：本文并不能让你从零开始学epoll，而是希望在你看epoll源码也学的抓耳挠腮的时候，看到本文能对你有一丢小小的帮助。

epoll的整个流程

本篇文章并不会设计到具体源码，只是涉及到epoll的数据交互的流程。

epoll_create

一个应用程序，想要使用epoll模型，首先会创建一个epoll模型。epoll_create是在内核创建一个epoll模型，你可以把这个模型想象做一个java对象。这个对象里有一个阻塞列表，一个就绪列表，一个红黑树。

epoll_ctl

每一次通讯，客户端都会建立一个socket，socket有一个文件描述符fd，系统通过这个fd去操作socket，系统会封装一个epitem（红黑树的节点），这个epitem包含socket和一个回调事件（当然还有其他属性，我们暂且不提）。然后内核会把这个epitem添加到红黑树，当然，也可以修改和删除事件。

epoll_wait

用户进程去就绪列表拿就绪事件。拿到就返回，拿不到就进入epoll阻塞列表，当然也可以设置超时参数为0表示拿不到也立即返回。

回调事件

回调事件会根据监听的事件类型，把fd放到就绪列表。然后去通知阻塞进程。阻塞进程从就绪列表拿走就绪事件，也就是把就绪事件从内核空间拷贝到用户空间。

这是我对epoll模型的大概描述，接下来，从交互的层面再说一说：

网络的一个数据包，是怎么找到具体的对应的socket的回调事件的。

当一个数据包从网络传输过来，包含了协议，发送端ip 和端口，目标端ip和接口（这也是socket的五大元素）。内核根据这五个要素去找到对应的socket，就可以拿到对应的fd，有了fd，就可以去红黑树里找epitem，找到了epitem就可以去触发回调事件。回调事件就可以把就绪事件放到就绪列表。
输入netstat命名就可以查看系统的所有活跃的socket链接：

image.png

例子里，本地机器有两个socket链接和172.217.27.42.443端口建立了链接，当网络数据包传输过来，发送端ip和端口号就是172.217.27.42.443，接收端可能是54040和54035端口，用发送端ip和端口号为参数去对应foreign address，用接收端参数去对应local address，就可以找到具体的哪一个socket连接。

备用链表

如果在拷贝就绪事件的时候，出现了新的就绪事件怎么办，其实还有一个备用链表，拷贝事件的时候，如果有就绪事件产生，先放到备用链表，拷贝完成再把备用链表的就绪事件放到就绪列表里。

和select/ poll模型比较

epoll模型肯定是比select或者poll模型更复杂了。可以把epoll类比于重型挖掘机，select或者poll就是轻型挖机，各有各的用途，重活面前，epoll肯定好用。但是活少而清的时候，select/poll模型反而更有优势。

如果想看细节，还是得自己撸源码，别人讲只能听个大概。