epoll使用詳解（轉）
epoll - I/O event notification facility
在linux的網絡編程中，很長的時間都在使用select來做事件觸發。在linux新的內核中，有了一種替換它的機制，就是epoll。
相比於select，epoll最大的好處在於它不會隨著監聽fd數目的增長而降低效率。因為在內核中的select實現中，它是采用輪詢來處理的，輪詢的fd數目越多，自然耗時越多。並且，在linux/posix_types.h頭文件有這樣的聲明：
#define __FD_SETSIZE 1024
表示select最多同時監聽1024個fd，當然，可以通過修改頭文件再重編譯內核來擴大這個數目，但這似乎並不治本。
epoll的接口非常簡單，一共就三個函數：
1. int epoll_create(int size);
創建一個epoll的句柄，size用來告訴內核這個監聽的數目一共有多大。這個參數不同於select()中的第一個參數，給出最大監聽的fd+1的值。需要註意的是，當創建好epoll句柄後，它就是會占用一個fd值，在linux下如果查看/proc/進程id/fd/，是能夠看到這個fd的，所以在使用完epoll後，必須調用close()關閉，否則可能導致fd被耗盡。
2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件註冊函數，它不同與select()是在監聽事件時告訴內核要監聽什麽類型的事件，而是在這裏先註冊要監聽的事件類型。第一個參數是epoll_create()的返回值，第二個參數表示動作，用三個宏來表示：
EPOLL_CTL_ADD：註冊新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD：修改已經註冊的fd的監聽事件；
EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；
第三個參數是需要監聽的fd，第四個參數是告訴內核需要監聽什麽事，struct epoll_event結構如下：
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 */
};
events可以是以下幾個宏的集合：
EPOLLIN ：表示對應的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這裏應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
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隊列裏
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()調用。參數events用來從內核得到事件的集合，maxevents告之內核這個events有多大，這個 maxevents的值不能大於創建epoll_create()時的size，參數timeout是超時時間（毫秒，0會立即返回，-1將不確定，也有說法說是永久阻塞）。該函數返回需要處理的事件數目，如返回0表示已超時。
4、關於ET、LT兩種工作模式：
可以得出這樣的結論:
ET模式僅當狀態發生變化的時候才獲得通知,這裏所謂的狀態的變化並不包括緩沖區中還有未處理的數據,也就是說,如果要采用ET模式,需要一直read/write直到出錯為止,很多人反映為什麽采用ET模式只接收了一部分數據就再也得不到通知了,大多因為這樣;而LT模式是只要有數據沒有處理就會一直通知下去的.
那麽究竟如何來使用epoll呢？其實非常簡單。
通過在包含一個頭文件#include <sys/epoll.h> 以及幾個簡單的API將可以大大的提高你的網絡服務器的支持人數。
首先通過create_epoll(int maxfds)來創建一個epoll的句柄，其中maxfds為你epoll所支持的最大句柄數。這個函數會返回一個新的epoll句柄，之後的所有操作將通過這個句柄來進行操作。在用完之後，記得用close()來關閉這個創建出來的epoll句柄。
之後在你的網絡主循環裏面，每一幀的調用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)來查詢所有的網絡接口，看哪一個可以讀，哪一個可以寫了。基本的語法為：
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd為用epoll_create創建之後的句柄，events是一個epoll_event*的指針，當epoll_wait這個函數操作成功之後，epoll_events裏面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監聽的所有socket句柄數。最後一個timeout是 epoll_wait的超時，為0的時候表示馬上返回，為-1的時候表示一直等下去，直到有事件範圍，為任意正整數的時候表示等這麽長的時間，如果一直沒有事件，則範圍。一般如果網絡主循環是單獨的線程的話，可以用-1來等，這樣可以保證一些效率，如果是和主邏輯在同一個線程的話，則可以用0來保證主循環的效率。
epoll_wait範圍之後應該是一個循環，遍利所有的事件。
幾乎所有的epoll程序都使用下面的框架：
sp<IServiceManager> defaultServiceManager() { if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager; //又是一個單例，設計模式中叫 singleton。 { AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock); if (gDefaultServiceManager == NULL) { //真正的gDefaultServiceManager是在這裏創建的喔gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( ProcessState::self()->getContextObject(NULL)); } } return gDefaultServiceManager; } -----》 gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( ProcessState::self()->getContextObject(NULL)); ProcessState::self，肯定返回的是剛才創建的gProcess，然後調用它的getContextObject，註意，傳進去的是NULL，即0 //回到ProcessState類， sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& caller) { if (supportsProcesses()) { //該函數根據打開設備是否成功來判斷是否支持process， //在真機上肯定走這個 return getStrongProxyForHandle(0);//註意，這裏傳入0 } } ----》進入到getStrongProxyForHandle，函數名字怪怪的，經常嚴重阻礙大腦運轉 //註意這個參數的命名，handle。搞過windows的應該比較熟悉這個名字，這是對 //資源的一種標示，其實說白了就是某個數據結構，保存在數組中，然後handle是它在這個數組中的索引。--->就是這麽一個玩意兒 sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle) { sp<IBinder> result; AutoMutex _l(mLock); handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);--》哈哈，果然，從數組中查找對應 索引的資源，lookupHandleLocked這個就不說了，內部會返回一個handle_entry 下面是 handle_entry 的結構 /* struct handle_entry { IBinder* binder;--->Binder RefBase::weakref_type* refs;-->不知道是什麽，不影響. }; */ if (e != NULL) { IBinder* b = e->binder; -->第一次進來，肯定為空 if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) { b = new BpBinder(handle); --->看見了吧，創建了一個新的BpBinder e->binder = b; result = b; }.... } return result; 返回剛才創建的BpBinder。 } //到這裏，是不是有點亂了？對，當人腦分析的函數調用太深的時候，就容易忘記。 我們是從gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( ProcessState::self()->getContextObject(NULL)); 開始搞的，現在， 這個函數調用將變成 gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0));
下面給出一個完整的服務器端例子：
1 #include <iostream> 2 #include <sys/socket.h> 3 #include <sys/epoll.h> 4 #include <netinet/in.h> 5 #include <arpa/inet.h> 6 #include <fcntl.h> 7 #include <unistd.h> 8 #include <stdio.h> 9 #include <errno.h> 10 11 using namespace std; 12 13 #define MAXLINE 5 14 #define OPEN_MAX 100 15 #define LISTENQ 20 16 #define SERV_PORT 5000 17 #define INFTIM 1000 18 19 void setnonblocking(int sock) 20 { 21 int opts; 22 opts=fcntl(sock,F_GETFL); 23 if(opts<0) 24 { 25 perror("fcntl(sock,GETFL)"); 26 exit(1); 27 } 28 opts = opts|O_NONBLOCK; 29 if(fcntl(sock,F_SETFL,opts)<0) 30 { 31 perror("fcntl(sock,SETFL,opts)"); 32 exit(1); 33 } 34 } 35 36 int main(int argc, char* argv[]) 37 { 38 int i, maxi, listenfd, connfd, sockfd,epfd,nfds, portnumber; 39 ssize_t n; 40 char line[MAXLINE]; 41 socklen_t clilen; 42 43 44 if ( 2 == argc ) 45 { 46 if( (portnumber = atoi(argv[1])) < 0 ) 47 { 48 fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]); 49 return 1; 50 } 51 } 52 else 53 { 54 fprintf(stderr,"Usage:%s portnumber/a/n",argv[0]); 55 return 1; 56 } 57 58 59 60 //聲明epoll_event結構體的變量,ev用於註冊事件,數組用於回傳要處理的事件 61 62 struct epoll_event ev,events[20]; 63 //生成用於處理accept的epoll專用的文件描述符 64 65 epfd=epoll_create(256); 66 struct sockaddr_in clientaddr; 67 struct sockaddr_in serveraddr; 68 listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 69 //把socket設置為非阻塞方式 70 71 //setnonblocking(listenfd); 72 73 //設置與要處理的事件相關的文件描述符 74 75 ev.data.fd=listenfd; 76 //設置要處理的事件類型 77 78 ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; 79 //ev.events=EPOLLIN; 80 81 //註冊epoll事件 82 83 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev); 84 bzero(&serveraddr, sizeof(serveraddr)); 85 serveraddr.sin_family = AF_INET; 86 char *local_addr="127.0.0.1"; 87 inet_aton(local_addr,&(serveraddr.sin_addr));//htons(portnumber); 88 89 serveraddr.sin_port=htons(portnumber); 90 bind(listenfd,(sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)); 91 listen(listenfd, LISTENQ); 92 maxi = 0; 93 for ( ; ; ) { 94 //等待epoll事件的發生 95 96 nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500); 97 //處理所發生的所有事件 98 99 for(i=0;i<nfds;++i) 100 { 101 if(events[i].data.fd==listenfd)//如果新監測到一個SOCKET用戶連接到了綁定的SOCKET端口，建立新的連接。 102 103 { 104 connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); 105 if(connfd<0){ 106 perror("connfd<0"); 107 exit(1); 108 } 109 //setnonblocking(connfd); 110 111 char *str = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr); 112 cout << "accapt a connection from " << str << endl; 113 //設置用於讀操作的文件描述符 114 115 ev.data.fd=connfd; 116 //設置用於註測的讀操作事件 117 118 ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; 119 //ev.events=EPOLLIN; 120 121 //註冊ev 122 123 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); 124 } 125 else if(events[i].events&EPOLLIN)//如果是已經連接的用戶，並且收到數據，那麽進行讀入。 126 127 { 128 cout << "EPOLLIN" << endl; 129 if ( (sockfd = events[i].data.fd) < 0) 130 continue; 131 if ( (n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0) { 132 if (errno == ECONNRESET) { 133 close(sockfd); 134 events[i].data.fd = -1; 135 } else 136 std::cout<<"readline error"<<std::endl; 137 } else if (n == 0) { 138 close(sockfd); 139 events[i].data.fd = -1; 140 } 141 line[n] = ‘/0‘; 142 cout << "read " << line << endl; 143 //設置用於寫操作的文件描述符 144 145 ev.data.fd=sockfd; 146 //設置用於註測的寫操作事件 147 148 ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET; 149 //修改sockfd上要處理的事件為EPOLLOUT 150 151 //epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); 152 153 } 154 else if(events[i].events&EPOLLOUT) // 如果有數據發送 155 156 { 157 sockfd = events[i].data.fd; 158 write(sockfd, line, n); 159 //設置用於讀操作的文件描述符 160 161 ev.data.fd=sockfd; 162 //設置用於註測的讀操作事件 163 164 ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; 165 //修改sockfd上要處理的事件為EPOLIN 166 167 epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); 168 } 169 } 170 } 171 return 0; 172 }
epoll使用詳解（轉）