epoll的使用

在linux上，执行man epoll之后，可以得到这些结果

NAME
       epoll - I/O event notification facility

SYNOPSIS
       #include <sys/epoll.h>

DESCRIPTION
       epoll  is a variant of poll(2) that can be used either as Edge or Level Trig-
       gered interface and scales well to large numbers of watched fds. Three system
       calls  are  provided  to  set  up  and control an epoll set: epoll_create(2),
       epoll_ctl(2), epoll_wait(2).

       An epoll set is connected to a file descriptor  created  by  epoll_create(2).
       Interest  for  certain  file descriptors is then registered via epoll_ctl(2).
       Finally, the actual wait is started by epoll_wait(2).

epoll相关的的系统调用有：epoll_create， epoll_ctl和epoll_wait。

epoll_create用来创建一个epoll文件描述符。

epoll_ctl用来添加、修改、删除需要侦听的文件描述符及其事件。

epoll_wait/epoll_pwait 接收发生在被侦听的描述符上的，用户感兴趣的IO事件。

这个条件符使用完之后，直接用close关闭即可。另外，任何被侦听的文件描述拊只要其被关闭，那么它也会自动的从被侦听的文件描述符集体中删除。

一，epoll_create

函数声明如下： int epoll_create(int maxfds)

参数表示EPOLL所支持的最大句柄数，函数会返回一个新的EPOLL句柄，之后的所有操作将通过这个句柄来进行操作。该函数生成一个epoll专用的文件描述符，会向内核申请一空间，用来存放你想存眷的socketfd上是否产生以及产生了什么事务。

二，epoll_wait

函数声明如下：int epoll_wait（int epfd，struct epoll_event * events，int maxevents，int timeout）。

这个函数在网络的主循环里面调用，每一次调用都会查询所有的网络接口，查看哪一个可以读取，哪一个可以写数据了。一般这个函数返回之后，后面都是一个循环体，用于处理所有返回的可以读写的网络设备，如

for(i=0;i<nfds;i++){
    if(event[n].data.fd == listenXXfd){
         accept(...);
    }
}

返回的数据，全部存储在events结构体中。

epfd : 是epoll_create 创建返回的句柄。

events:存储所有的读写事件。常用的事件类型有：

1. EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读，如果另一方断开SOCKET连接，也会是返回可以读的事件；
2. EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；
3. EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读；
4. EPOLLERR：表示对应的文件描述符产生错误；
5. EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；
6. 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，下文会简单说明这两种工作模式的不同；
7. 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；
   

maxevents : 每次最多处理的事件数。

timeout:表示epoll_wait的超时，如果设为0，表示马上返回，-1的时候，会一直等下去，直到有事件发生。

在使用的时候，如:

struct epoll_event ev; 
ev.data.fd= 网络文件描述符; 
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;

epoll_event 结构定义如下：

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_wait在调用时，要注意其原理是：等侍注册在epfd上的socket fd的事务的产生，若是产生则将产生的sokct fd和事务类型放入到events数组中。并且将注册在epfd上的socket fd的事务类型给清空，所以若是以后还要用这个socketfd的话，则须要用epoll_ctl(epfd，EPOLL_CTL_MOD，listenfd，&ev)来从头设置socketfd的事务类型。但socket fd并未清空，这一步很是首要。

三，epoll_ctl

这个函数添加，修改或删除被侦听文件描述符，一般这个操作不要频繁的调用，太多的调用，可能会成为系统性能的杀手。

函数声明如下：int epoll_ctl（int epfd， int op， int fd， struct epoll_event *event）

epfd：由 epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符；
op：要进行的操纵例如注册事务，可能的取值EPOLL_CTL_ADD 注册、EPOLL_CTL_MOD 修 改、EPOLL_CTL_DEL 删除
fd：接入关系的socket文件描述符；
event：指向epoll_event的指针；
若是调用成功返回0，不成功返回-1

四，两种工作模式

epoll的操作是很简单的，一共就几个API。调用也很简单。下面简单了解一下EPOOL的两种工作模式ET和LT，就是边缘触发和水平触发，这是什么意思呢？

如果边缘触发模式时，在调用epoll_wait时，仅当状态发生变化的时候才会返回，就是会通知应用层，这有一点和水平触发区别的是：如果数据是在缓冲区中，边缘触发不认为这是一种状态变化。而水平触发模式时，当缓冲区有数据没有读取完（这个数据可能是上次状态变化时从网络上读取的），也会给应用层一个通知。也就是说，如果要采用边缘模式，那么我们需要一直read/write，直到出错没有数据，要不然数据就可能会丢失。而水平触发模式是只要有数据没有处理（就是还没有read完)就会一直通知下去的。

五，使用例子

1. 通过create_epoll(int maxfds)来创建一个epoll的句柄，该函数调用之后会返回一个新的epoll句柄，之后的所有的操作都是通过这个句柄来进行操作，由于这个句柄占用一个文件描述符，所以在用完之后，需要用close()来关闭这个创建出来的epoll句柄。
2. 在应用的主循环中，调用epoll_wait，每一次调用都会查询所有的网络socket是否有状态变化。
   如：nfds = epoll_wait(epfd,events,150,200)；这里的epfd是通过create_epoll调用返回的句柄，events是epoll_event*的一个指针，当这个函数返回时，这个指针就存储了所有可以读写的socket。150是events变量有多大（注意：这个值不能比epoll_create调用时传递的maxfds参数大)，而200是一个超时时间，以毫秒为单位。
3. 处理。一般的结构如下：
   

    for(;;){
           int nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);
           for(i=0;i<nfds;++i)
           {
               if(events[i].data.fd==listenfd) //listenfd表示在服务器上一个用于监听的socket，此时表示有新的连接进来。
               {
                   connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept这个连接
                   struct epoll_event event;
                   event.data.fd=connfd;
                   event.events=EPOLLIN|EPOLLET;
                   epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&event); //将新的fd添加到epoll的监听队列中
               }
               else if( events[i].events&EPOLLIN ) //表示有数据可以被读
               {
                   n = read(sockfd,buffer,MAXLINE)) ;    //读
                   event.data.ptr = md;     //md为自定义类型，添加数据
                   event.events=EPOLLOUT|EPOLLET;
                   epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&event);//这里一定要重新修改socket监听的事件。
               }
               else if(events[i].events&EPOLLOUT) 
               {
                   send(sockfd,buffer, strlen(buffer), 0 );
                   event.data.fd=sockfd;
                   event.events=EPOLLIN|EPOLLET;
                   epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&event);
               }
               else
               {
               }
           }
    }